为何人类渴望室温超导,因为它将开启第四次工业革命
7月底,韩国曝出了科技猛料,研究团队上传了两篇关于超导的论文, 并宣布成功合成了世界上第一个室温常压超导材料——LK-99,即:改性铅磷灰石晶体结构。
韩国团队兴奋的表示: “所有证据都可以证明,LK-99是世界首个室温常压超导体。”LK-99将开启超导领域研究新方向,同时也将 开启第四次工业革命 。
LK-99是一种掺杂铜的铅磷灰石,是几种含有铅、氧、硫和磷的粉末状化合物混合在一起,然后在高温下加热数小时,粉末发生化学反应,得到一种掺杂铜的铅-磷灰石晶体。
(资料图)
无法相信,LK-99制造如此简单,它不需要高压、高温的苛刻环境,也不是稀有金属,因此遭到了多方质疑。但是也有部分专家表示可信, 万一超导就是如此简单呢?
当然网友并不买账,挖出了韩国是学术造假大国,此次常温超导也不过是一次学术造假而已,目的就是吸引全球资本。
那么今天我们就一起来聊一聊超导这件事,究竟靠不靠谱,如果成功了会引发新一轮工业革命吗?
常温超导,这种世纪性的突破出现在韩国,似乎很多网友不愿意接受。毕竟、韩国在整体实力上与美、中、俄、日、英等差距很大,它怎么能突破呢?所以一定是造假!
当然, 学术造假在韩国也司空见惯,并且假的不能再假。
2015年,韩国京畿道政府接到举报,有大学教授论文涉嫌抄袭。检察厅调查了4个月,居然发现182名教授涉嫌学术造假。
更为过分的是,有些教授嫌麻烦,直接换掉封皮,当作是自己的作品。
处罚结果更是令人惊掉下巴,74名教授因在海外深造免于起诉,105名教授因为“罪行较轻”罚款万元人民币。
这样的处罚结果,怎么能够杜绝学术造假呢?
2017年,韩国再曝学术造假。在部分学术论文中,出现了可疑的名字,高达82篇。
于是韩国的检察厅再次深入调查,发现这些可疑的名字竟然全部是中学生,而他们的论文来自其父亲,父亲向儿子传授“论文衣钵”,真是令人大开眼界。
《自然》杂志也曝光了这一事件,迫于压力,美国教育部直接介入调查。这一调查,彻底傻眼了。
调查结果:794篇论文涉嫌造假,参与人数高达7万人。
因为数据过于庞大,牵涉过多,最后只起诉17人,只有24篇论文被认为是造假。
此外,韩国前总统文在寅的亲信曹国,也参与了学术造假。
曹国为其女儿运作,发表了一篇生理学的学术论文,因为这篇论文这个女孩被韩国科学技术大学录取,并将其画像刻在纪念馆中,成为了红极一时的“天才少女”。
当然,最终处罚结果也是“罚酒三杯”,轻描淡写,毕竟实力在那摆着呢。
韩国这种学术造假成风的国家,竟然造出了常温超导材料,换做你,你会相信吗?
正当大家纷纷质疑时候,韩国研究团队表示: 并未准备好发表论文,但团队成员在未征得其他作者同意的情况下,就擅自发布了论文。同时还透露,论文还存在很多缺陷。
为了验证LK-99,全球多个研究团队进行了复现试验。
北航:
7月31日,北航的研究人员提交了论文,称实验结果 未发现LK-99的超导性。
LK-99无法检测到抗磁性、也未出现磁悬浮现象,从电性质来看更像半导体。
美国劳伦斯伯克利国家实验室:
该实验室研究员西尼德·M·格里芬,提交了标题为《铜掺杂的铅磷灰石中相关孤立扁平带的起源》论文。
他们通过密度泛函理论(DFT)和GGA+U方法计算,得出了结果,认为LK-99存在可能的超导性能,同时具备高温超导体 费米 能级平坦带特征。
华中科技大学:
8月1日,一位博主发视频称,华中科技大学成功合成可以磁悬浮的LK-99“室温超导晶体”, 现已通过迈斯纳效应验证。
这颗晶体存在弱抗磁性,没有所谓的“零阻”,整体表现就像是半导体曲线。他认为,LK-99就算具备超导相,也是微量的超导杂质,无法形成连续的超导通路。
美国泰吉量子公司:
8月1日,一家名叫的美国公司称,他们新发现了一种室温超导材料——石墨烯泡沫材料。这种材料非常易碎。
泰吉量子声称,公司已经获得了室温超导专利,这意味着下一步进入生产阶段。
可以看出, 中国的研究团队更注重实际的实验结果, 毕竟“实践是检验真理的唯一准绳”,这对科学研究来说,的确是非常重要的。
而美国团队,则是通过计算得出数据来证明。 这里有一个疑点,那就是这个数据的标准性如何呢?毕竟大家都没有见过真正的室温超导材料。
至于泰吉量子,姑且当作是一个笑话吧! 实验室还没有论证完毕,它就能发现另一种常温超导材料,还准备生产,这真是滑天下之大稽啊!
那么,我们假设真的发现室温超导材料,它能够给我们带来什么呢?
超导真的是第四次工业革命吗?
讨论这个问题之前,我们首先要了解什么是超导。
初中物理学过一个理论知识点 “有电必有磁,有磁未必有电” 。它的意思是只要一个物体有电流经过,那么它的内部和周围必然会存在磁场,而一个物体只有磁场,它内部未必会产生电流。
但是超导却不同啊!
当一个物体呈现超导性质时,它的电阻为零,内部磁场为零,展现出完全抗磁性,也被称为迈斯纳效应。
也就是说,超导首先会改变我们的传统认知,很多中学的物理知识可能会改变。例如:I=U/R,如今R=0了,这个公式还成立吗?
其实,超导现象早在1911年就被发现了。
当时的荷兰物理学家昂内斯研究发现,当温度降低到时(-℃),金属汞(Hg)的电阻会突然降为零。
后来许多科学家研究发现超导材料可以实现,但是前提是低温,即40K(-233℃)。
这样的低温下,我们的计算机、电力传输、核聚变、新能源汽车、电子产品根本扛不住,而且要维持这样的低温需要消耗极大的能量,意义并不大。
如果有一种材料能够在室温中实现超导性能,无疑是一种全新的材料,它能够带来的改变也是巨大的,因此上百年来,科学家们不断的探索、研究,但始终没有收获。
常温超导也被称为“不可实现”!
2019年,印度科学家称发现了常温超导材料,在13℃的环境中可实现,但结果是计算错误。
2023年3月,美国 罗切斯特大学 的迪亚斯团队也宣称发现了室温超导,但不久后这篇文章被撤稿了,因为根本做不到。
如今韩国团队再次宣称合成了常温超导材料LK-99,引起了学术界的轰动,其含“导”量有多高,我们只能通过实验来论证了。
为什么我们如此盼望常温超导?它真的是第四次工业革命吗?
常温超导首先改变电力传输模式
我们目前的电力输送,都是由发电机发电后,经过几次升压,使电压达到200KV—500KV、甚至750KV、1000KV,然后用输电线传输,到达目的地附近,再进行变压,逐渐降为10KV、1000V、380V,输送到用户。
为何要如此麻烦,又要升压、又要降压,这是因为电力线缆存在一定的电阻,流过电流越大时,一部分电流会产生更大热量,而白白浪费。采用高压输送可以有效减少发热消耗的电能。
当然,这需要我们建设多座变电站、高压线塔,设备配件花费也会大大提升。
如果用超导材料,我们直接将发电厂的电能向外输送即可,根本不需要变压器、高压线塔。
可以说,室温超导意味着 超长距离无损耗输电得以实现,必将引起全球电力网络的巨大变革。
磁悬浮技术得到快速发展
由于超导的完全抗磁性,可以产生磁悬浮现象。因为磁力线是无法穿透超导体的,因此超导体是天然的磁悬浮制造材料。
此外,采用超导材料制成的线圈,没有电阻,没有电能损耗,可以有效的降低电力损耗。
超导体技术可以应用在小型的磁悬浮设备中,使用锂电池就能够做到。
除此之外,超导还能实现:
量子计算 ,超导材料具有高度的量子特性,非常适合构建量子计算机,而量子计算的速度是远超硅芯片,这将带来信息、数据革命。
先进的治疗手段 ,常温超导材料可使用在新型、微缩的医疗设备中,极大的推动医疗技术的发展。
储能, 超导材料能够储存大量的能量,超导电池成为高容量、高效能的能源存储装置。这种技术可以彻底改变电动汽车行驶里程问题,燃油车也会彻底淘汰。
全球通信 ,超导纤维可以实现极低噪声和衰减的数据传输,极大的提高信号的稳定性和可靠性。这将改变全球通信模式,6G将更早的实现。
无损电力传输+磁悬浮+量子技术+先进医疗+储能+全球通信,这还不是第四次工业革命吗?
韩国宣布成功合成室温常压超导材料——LK-99,它的含“导”量如何?还在论证阶段。
而我此刻的心情和众多网友一样,我渴望室温超导,但我更希望室温超导出现在我国,而非韩国、美国。
我是科技铭程,欢迎共同讨论!