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短短數月後，室溫超導再一次成爲焦點。

8月1日，美國頂級科研機構勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL）——簡稱伯克利實驗室——的研究人員在arXiv上提交了一篇論文，論文結果支持 LK-99 作爲室溫環境壓力超導體。

因爲室溫超導是關系全人類命運的重大課題，結果一出，全球科技界譁然：如果實驗結果能進一步得到證實並實現應用，意味着困擾人類科技界百年的難題或就此見到曙光，甚至是人類科技界的又一次巨大飛躍，用“第四次工業革命”來說也不爲過。

事情還要從10天前說起。彼時，韓國量子能源研究中心（Q-centre）、高麗大學的研究團隊宣布成功合成了世界上第一個室溫常壓超導體，即在常壓條件下，一種改性的鉛-磷灰石(命名爲LK-99)能夠在127℃(Tc≥400k)以下表現爲超導體。

其實在學術界，這並非是第一次出現有關室溫超導的研究論文。但由於要研究的課題太過於艱深，許多結果出來後都引來質疑並最終撤稿。就在幾個月前，羅切斯特大學的Ranga Dias教授宣稱實現了室溫超導，但僅僅兩個月以後，就被南京大學聞海虎教授團隊發表論文推翻了。

因此韓國研究團隊的結果出來後，中美等國开始進行室溫超導驗證試驗，以驗證結果的准確性。

圖1：(a) 具有兩個不等效的Pb位置的磷酸鉛磷灰石結構。O或OH形成的柱位於由Pb(2)六角結構定義的中心柱中。(b) 計算得出的Pb10(PO4)6OH2的電子局域化函數。環繞Pb(2)的氧被孤對電子排斥。

圖3：計算得出的自旋極化電子能帶結構（左圖）和相應的態密度（右圖）。自旋向上的能帶以實心橙色表示，自旋向下的能帶以虛线藍色表示。總的態密度以灰色陰影顯示，並顯示了Cu-d軌道（粉色）及其相鄰的O-p軌道（綠色）的投影。

LBNL在論文中稱，這些理論結果表明，磷灰石結構爲穩定高度局域化的Cu-d9態提供了獨特的框架，形成費米能級上的強關聯平帶。鎘（2）的立體化學活性的6s2孤對電子起着核心作用，表現爲手性電荷密度波的形成以及由連接的多面體引起的結構扭曲的傳播。當Cu取代Pb（1）位置時，會發生一系列的結構改變，包括減小的晶格參數，配位數的變化和改變的多面體傾斜，從而導致在Cu周圍形成一個局部的扭極-泰勒畸變的三角柱。這導致了一個異常平坦的孤立dyz/dxz能帶集合，達到了半充填狀態。

論文最後說，這裏所呈現的計算結果表明，對適當的位置（Pb(1)）進行銅取代顯示出許多高臨界溫度超導的關鍵特徵，即特別平坦的孤立d-能帶集合，以及可能存在的磁性、電荷和聲子的漲落。然而，對於其他Pb(2)位置的取代似乎沒有這種所期望的特性，盡管它是能量較低的取代位點。這個結果提示合成挑战，即在獲取大塊超導樣品時，在適當的位置上獲得銅取代物。盡管如此，鑑於這些迷人的理論跡象和可能存在的高臨界溫度超導的實驗報告，預計這種新材料類別的發現將推動更多關於摻雜磷灰石礦物的研究。

幾乎同時，B站UP主“關山口男子技師”於8月1日下午發布了一個視頻，該視頻顯示，華中科技大學材料學院成功首次驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大，有望實現真正意義的無接觸超導磁懸浮。

不過該UP主也說，目前只是驗證了邁斯納效應，也有網友評價，通過這個視頻可以看到LK99是具有抗磁性的，但超導性和通量量子化還有待驗證。

超導體具有三個基本特性：完全導電性、完全抗磁性、通量量子化。目前UP視頻驗證的是這個物質具有邁斯納效應（又稱完全抗磁性），屬於證明超導的必要條件之一。

所謂邁斯納效應，一個磁體和一個處於超導態的超導體相互靠近時，磁體的磁場會使超導體表面中出現超導電流。此超導電流形成的磁場，在超導體內部，恰好和磁體的磁場大小相等，方向相反。

這兩個磁場抵消，使超導體內部的磁感應強度爲零，B=0，即超導體排斥體內的磁場。

100多年前，荷蘭物理學家昂內斯（Kamerlingh Onnes）爲人類打开了超導這扇大門。1911年，昂內斯在研究中發現，當溫度降到4.2K以下時，金屬汞（Hg）的電阻突然降爲零，而這並不是任何實驗上的紕漏導致的。

自此，汞成爲了科學家發現的第一個超導體，其超導Tc爲4.2K。所謂的超導Tc即超導轉變溫度，也就是超導體由正常態進入超導態的溫度。

零電阻是超導體的基本特徵之一，此外一個重要的基本特徵則是邁斯納效應。繼昂內斯上述發現20余年後，邁斯納在研究測量中發現，材料處於超導態時，其內部磁場爲零，展現出完全抗磁性，這也就被稱爲邁斯納效應。

超導現象的發現被認爲是20世紀最偉大的發明之一。然而，發展至今，超導體的實際應用基本局限於磁懸浮等少數特定場景下。

因此，LK-99的出現不禁讓世人驚呼：莫非困擾人類百年的難題就此看到突破的曙光？而且從韓國團隊的論文來看，LK-99的制備過程似乎相當簡單。樣品合成過程具體包括三個步驟：第一步，將氧化鉛和硫酸鉛粉末在陶瓷坩堝中以各50%的比例均勻混合，混合粉末在725℃的爐中加熱24小時發生化學反應。第二步，將銅和鉛粉末按比例在坩堝中混合，合成磷化亞銅，讓混合後的粉末處於相應的真空封管狀態下，然後置於爐內550℃加熱48小時。在此過程中，混合材料發生相變，形成磷化亞銅晶體。第三步，將上述兩步所得物質磨成粉末，並在坩堝中混合，再將混合粉末真空封管，在925℃的爐內加熱5至20小時。

在此過程中，混合粉末反應轉化爲最終材料，一種灰黑色的銅摻雜的鉛-磷灰石，這種多晶材料也就是他們命名的LK-99。

他們總結稱，LK-99的超導性已經通過超導臨界溫度Tc、零電阻率、臨界電流(Ic)、臨界磁場(Hc)和邁斯納效應得到了證明。

研究人員在新的預印本論文中表示，一種叫做LK-99的鉛、銅、磷和氧的化合物，在高於400开爾文的溫度和環境壓力下可以成爲超導體。目前大多數超導體還只能在低於200开爾文的溫度下實現。

“煉制”LK-99的材料的方法，圖源網絡

爲表明實驗結果可靠，7月26日凌晨3時31分，金鉉德上傳了一則視頻，視頻顯示：將一個不規則的類圓柱薄片放在磁鐵上方，可以明顯看到薄片一側翹起、懸空，呈“部分懸浮”。

不過，對於韓國團隊的研究結果，國內一些專家學者則表達了不一樣的觀點。

南京大學物理學院教授聞海虎向澎湃科技表示，“真的很熱鬧，但也不奇怪的，因爲這個事情很重要。“大部分（熱議）人都不是做超導的。”“我們仔細分析了他們的數據，從三個方面——電阻、磁化和所謂的磁懸浮，都不足以說明它是超導現象（材料）。”“我們判斷（它所謂的超導）極有可能是個假象。”

是否真的存在一種材料能夠在常溫常壓下進入超導狀態？

聞海虎表示不排除存在，“但是這是很遠大的一個目標，至於在我們有生之年能不能看見，不知道。所以現在韓國的結果出來，大家都很興奮。如果是真的，大家都很高興。但是目前的證據不足以證明它是超導材料。”

一位中國科學院專家也認爲，韓國科學家的數據不足以支撐自己的宣稱，實際上沒有任何零電阻的證據，他們錯把一個沒有超導的材料當成了超導。真正的超導磁懸浮是完全浮在空中，而不是像韓國的樣品這樣一側靠在底座上。

“韓國科學家的視頻，相形之下就像《西遊記》第二回裏菩提祖師說孫悟空，‘這個算不得騰雲，只算得爬雲而已’！”

北京航空航天大學的論文也稱，盡管他們合成的LK-99與韓國團隊先前報道的LK-99的結構數據一致，但他們沒有檢測到其超導性，相反，反而發現了類似半導體的特性；該材料在室溫下的電阻率約爲1.94×10^4/cm。

此外，研究團隊在論文中指出，當他們把壓制的前述LK-99顆粒在室溫下置於磁體頂部時，沒有發現排斥現象，也沒有觀察到磁懸浮現象。“這些結果表明，聲稱改性的鉛磷灰石中存在室溫超導體的說法可能需要更仔細地重新審查，特別是在電傳輸特性方面。”

實現室溫超導一直是科學家們的夢想，若能成功實現，將極大地拓展了超導技術的應用領域，例如它可以實現完美高效的電網、懸浮列車、商業上可行的聚變反應堆等等，引發一次科學和工業領域的革命也不爲過。比如有分析人士在接受媒體採訪時也稱，超導狀況 (電阻消失) 特性將會顛覆既有的產品設計與材料/技術採用，如不再需要散熱系統、光纖/高階CCL被取代等，讓即便是小如iPhone的行動裝置，都能擁有與量子計算機匹敵的運算能力。

因此，若常溫超導真的如韓國研究團隊所言，這無疑是科技界一次歷史性的突破，足以引發第四次工業革命。對此，我們也將保持高度關注。

最後，跟大家分享一下爲什么韓國團隊這次研究成果是分兩次上傳的：

7月22日7時51分，一篇題爲《首個室溫常壓超導體》（The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor）的研究文章在預印本網站arXiv上公开。

該論文由韓國高麗大學教授權永完（Young-Wan Kwon）上傳。

在上述論文發表的2.5小時後，7月22日10時11分，同一主題的另一篇論文《超導體Pb10-xCux(PO4)6O 在室溫和大氣壓力下的懸浮現象及其機理》（Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism）也被提交至arXiv網站。與稍早前公开的論文相比，後者被認爲更嚴謹，對材料樣品的制備過程描述更爲詳盡、充分，不過部分注釋還是韓語。

之所以在這么短時間內上傳了2份論文，從目前得到的信息看，很可能是因爲內訌。

不論最終結果如何，LK-99試驗背後，是一段跨度近30年，充滿愛恨、執念、苦痛、希望與信仰的故事。

故事還要從1994年說起。高麗大學化學系創始人崔東植提出了一個與主流觀念背道而馳的ISB理論（Inter Atomic Superconducting Band，原子間超導帶理論），但關心這個理論的人寥寥無幾，只有他的兩個學生李石培和金智勳沿着這條路，跟着老師的步伐“一條道走到黑”。但日復一日的枯燥試驗卻看不到任何希望，兩個學生逐漸動搖。用4年時間完成博士學位後金智勳放棄了，去了一家供應助聽器電池的小公司，朝九晚五。

李石培又堅持了5年，但實在看不到希望，去了一所私立高校擔任計算機老師，旱澇保收。

十年很快過去。年輕人李石培（Sukbae Lee）和金智勳（Ji-Hoon Kim）也成了中年人。他們的老師崔東植也成了老人，在病重彌留之際將這兩個愛徒叫到牀邊：你們就想這樣放棄嗎？

在老師崔東植心目中，室溫超導的夢想，從未熄滅。

於是，中年人李石培和金智勳再次燃起熱血，就像20歲的時候。但因爲沒有經費，他們找到了高麗大學的教授權永完。

故事在這裏形成了交集。

隨後美國威廉與瑪麗學院金鉉卓教授加入，團隊結構發生變化，權永完被邊緣化。一次激烈衝突後，權永完被Qcenter解僱。於是發生了7月22日早上7點的一幕。

室溫超導大概率不可能就此輕易實現，但人類追求科學的精神，卻永遠閃耀。

參考

1.https://m.yicai.com/news/101824682.html

2.https://mp.weixin.qq.com/s/iFd9BJZVFkI6qV35uKIOnQ

3.https://mp.weixin.qq.com/s/0C9Hiijc_Vgk6jpd59kMjg

4.https://mp.weixin.qq.com/s/Bvqu0X406-iOzkcMChORPA

5.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1773076385100103488&wfr=spider&for=pc

6.https://m.thepaper.cn/quickApp_p?contid=24024641

7.https://arxiv.org/abs/2307.16892

8.https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS/?share_source=copy_web&vd_source=1bcbd594ff7387aa787cfe2e47301d7f

9.https://new.qq.com/rain/a/20230802A03K9J00

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