“室温超导”爆了!刚刚,中科院物理所火线发文!复旦教授:成果若证实,是诺奖级别!
上海证券报 2023-03-09 17:23

北京时间3月8日,由美国罗切斯特大学科学家Ranga Dias领衔的团队在美国物理学会3月会议上宣布,该团队研发的超导体(由氢、氮和镥组成的材料)在近环境压强(1Gpa,一万个大气压)下实现了室温超导。由于这一发现可能颠覆多个传统行业,给人类科学文明带来巨大改变,一时间全球科技圈为之震动。

有消息称,上述成果发布时,所在的会议室越来越拥挤,直至保安出于安全考虑在门口拦人,多位物理界人士也都被堵在门口不让进。

今日,中科院物理所在其微信公众号上也发表了文章,科普了关于室温超导的知识。

与此同时,A股投资圈的小伙伴们也连夜学习和重温基础物理知识,并在各个群展开热烈讨论。然而,9日上午交易时间,西部超导、联创光电、中超控股等“超导概念股”却高开低走。

应用表面物理国家重点实验室常务副主任,复旦大学物理系教授李世燕在接受上海证券报记者采访时表示,该发现还有待证实。如果被证实,由于其所需压力也不算高(此次的合成和测试条件跟之前相比已经宽松很多),这将是诺贝尔奖级别的成果。从应用场景来看,虽然是室温超导,但是因为需要上万个大气压,其应用的场景会极为有限。目前最重要的还是其他研究组来证实该发现。

室温超导意味着什么?先要从超导体说起。

几乎所有导体都存在电阻,而电阻的存在会耗费局部电能,以热的方式散失。这使得从日常小电器到特高压电线,无不存在电能损耗。

超导体却意味着一种不存在电阻的状态。没有电阻就不会产生焦耳热,因此超导体可以应用于大规模集成电路,制备超导计算机;能够承载较大电流而不会有电流损耗,取代现有的高压输电线、制造超导电机等。

超导体还具有完全抗磁性和约瑟夫森效应两个特征。磁悬浮列车就应用了完全抗磁性原理,列车和轨道上装备的超导磁体使列车悬浮在空中。通过改变轨道上磁场的取向,可以使列车保持向前运动。利用约瑟夫森效应,可以制作超导量子干涉仪,用于测量非常微小的磁信号。

早在1911年,荷兰物理学家卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes)就已发现,当温度降低至4.2K(约-268.95℃)时,浸泡在液氨里的金属汞的电阻会消失。但至今,超导材料都未获大规模应用,极端温度始终是材料进入超导状态的必备条件。

室温超导如果能实现,无疑会带来巨大突破。但早在2020年,Ranga Dias团队就石破天惊地宣布,研发出一种新型含碳的硫化氢材料,可在室温下实现超导。但这种新材料提出了另一极端条件——267GPa(267万个大气压)的高压。如此高压的实现难度和成本,都远超极端温度。

更具乌龙色彩的是,上述研究成果当年曾登上《自然》封面,最终却以撤稿结束。

而今,Ranga Dias团队研发的最新材料仅需1Gpa的压强即可实现常温超导。那么,这一压强数值究竟有没有实用意义?

有人认为,这种压强要求仍不可能做成实用化导线,实现零下200度比实现1Gpa压强更容易且更经济,因此室温超导技术目前并没有产业化应用价值。有说法称,依靠普通等静压机完全可以实现1Gpa环境,超导商用已经在朝我们招手。

3月8日的《自然》网站上,再次登出这一研究。但无论如何,1Gpa的室温超导也同样有待其他物理学家验证。甚至由于撤稿前科,这一研究成果将面临更严格的审查。

北京时间3月9日凌晨,该研究的主要作者及论文主讲人、罗彻斯特大学机械工程系和物理与天文系助理教授Ranga Dias通过邮件表示,他对其团队此次的全新发现充满信心,他认为这将是一项重塑21世纪的革命性技术。

不过他同时还指出,“要将我们对室温超导新材料的发现应用到任何规模的现实世界中,还需要几年的艰苦工作。”

李世燕教授在接受上海证券报记者采访时表示,该发现还有待证实,特别是该论文的作者此前已经有两个类似的发现不能被同行重复。

在他看来,就学术方面而言,物理学家们一直都在寻找室温超导体。如果该发现被证实,由于其所需压力也不算高(此次的合成和测试条件跟之前相比已经宽松很多),这将是诺贝尔奖级别的成果。

“从商业上来说,作者自己也成立了公司,他说得很清楚,现在不会把这个样品提供给别人,他们会试图将该材料商业化。虽然从目前合成量来说,样品只有不到1mm,极微量,但因为合成条件并不严苛,不排除后期大规模合成的可能。从应用场景来看,虽然是室温超导,但是因为需要上万个大气压,其应用的场景会极为有限。目前最重要的还是其他研究组来证实该发现。”李世燕说。

编辑/樊宏伟

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