「常溫超導體」火爆全球 物理學「聖杯」將啟動第四次工業革命？

人類會見證超導時代的到來嗎？

從 7 月底開始，「常溫超導」風暴席捲全球，南韓團隊在 arXiv 網站上傳了兩篇論文，宣稱成功研發全球第一個常溫常壓超導體——改性鉛磷灰石晶體結構（LK-99），震驚世界。

LK-99 是由鉛磷灰石稍加變動的六方結構，引入了少量的銅，使其可以在攝氏 127 度以下表現出超導性。

常溫超導體被視為現代物理學「聖杯」之一，南韓研究團隊投下的震撼彈再次引爆物理學界。

南韓研究團隊的 LK-99 讓人難以置信，在於其不僅解決溫度問題，甚至不需要「高壓助手」。而攝氏 127 度的 Tc（Tc 超導轉變溫度，也就是超導體由正常態進入超導態的溫度），不僅僅是數字上比以往研究進一步大幅提高，更重要的是可應用的溫度區間大大拓寬。

簡單來說，這項頗具科幻色彩的技術，能在常溫下讓電子飛快通過，沒有電阻，沒有能量消耗，將顛覆現有電力系統。室溫超導的實現，將改變能源、資訊處理與傳輸體系，並促進醫療檢測、高速交通乃至可控核聚變等領域的進步。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）研究人員 7 月 31 日在 arXiv 提交了標題為《銅摻雜的鉛磷灰石中相關孤立扁平帶的起源》（Origin of correlated isolated flat bands in copper-substituted lead phosphate apatite）的論文。

研究人員表示，運用密度泛函理論（DFT）和 GGA+U 方法進行計算，為近期南韓研究團隊所謂的「室溫常壓超導材料」提供理論依據。計算結果顯示，LK-99 可能存在超導性能。

為什麼人類如此渴望室溫超導？

據《華爾街見聞》報導，專家認為，如果有人能夠攻破室溫常壓超導，並最終實現商用，其巨大價值很可能啟動「第四次工業革命」。

「超導體」能夠在特定溫度下保證電阻為零，具零電阻、完全抗磁性等特徵，能被廣泛應用於儲能、磁懸浮列車、電力輸送、核磁共振等領域。

中郵證券指出，室溫超導意味著超長距離無損耗輸電得以實現，這將引起全球電力網新一輪的基建狂潮。除此之外，超導磁體、超導電纜、超導磁懸浮列車等方面均將有所突破。

以磁懸浮列車為例，日本的低溫超導型磁懸浮技術，利用超導材料做成超導線圈，透過在車廂上安裝製冷機，保證超導線圈能處於低溫超導狀態。

東吳證券則表示，實驗結果從實驗室走到商業化應用放量，需要一定時間。因此，即使室溫超導材料得到驗證，室溫超導的商業化落地時間還無從判斷。

東吳證券說，現階段室溫超導材料製備成本高昂，批量化加工技術尚未成形，且使用穩定性仍需大量驗證。目前業界能夠實現大規模商業化落地的超導技術，仍然以低溫超導和高溫超導為主。