中国宁波网记者 金鹭
华中科技大学复现了近日韩国公布的室温超导材料的抗磁性。
备受关注的室温超导材料,已经被国内团队部分复现了?
昨天(8月1日),华中科技大学材料学院博士后武浩和博士生杨丽,在常海欣教授的指导下,在国内首次验证合成了韩国科研团队的LK-99晶体并在国内知名视频网站公布。
据悉,该晶体悬浮的角度比韩国团队描述的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。
这项验证,有何意义?今天,记者采访了宁波业内专家。
“目前,实验只证明了LK-99材料在常温下的抗磁性很强,常温未通电的情况下就可以在磁场的两个方向上均实现轻微悬浮。不过,这仍然属于‘初步验证’,因为超导测试需要破坏样品,目前的样品量太少,不足以进行实打实的超导测试。”浙江工业技术研究院科技智库主任童丁毅博士告诉记者。
这件事情的起因,是韩国研究团队的两篇论文,声称发现了世界上首个室温常压超导体。
即在常温、常压的条件下,一种改性的铅磷灰石(LK-99)能够在127℃以下表现为超导体。
该研究结果一出,一石激起千层浪。
不过,目前参与复现的实验室中,仅有我国的华中科技大学和俄罗斯科学家成功制备出了具备常温抗磁性的LK-99晶体,其他多数复现都以失败告终。
其中,印度的新德里CSIR国家物理实验室已经宣告复现失败,北京航空航天大学的复现结果亦不理想,没有观察到显著的常温抗磁性能。
韩国团队发布的论文。
聊到这里,可能有不少网友会问,什么是室温超导体?
据了解,超导体,顾名思义,是指在特定条件下表现出超导性的物质。这种超导性是指在特定温度下,物质内部的电阻突然消失,使得电流可以永久流动而不会产生耗散。
长期以来,超导体的临界温度一直停留在低温、或者高温范围,这限制了它们的应用范围。
室温超导体与传统的超导体不同,它们可以在常温、常压下表现出超导性。
这意味着它们可以在更广泛的应用领域中得到应用,例如电力传输、磁悬浮等。
“如果能进一步证明这类材料在常温、常压下的超导,哪怕是性能能够接近超导,都将点亮人类新的科技树。”童丁毅说。
这一发现有可能引发“第四次工业革命”,改变人类社会的能源和通信方式。
“举一个最简单的例子,医疗CT的制造成本将会大幅下降,因为里面的超导核心部件不需要考虑使用昂贵液氦去低温冷却。”童丁毅介绍。
此外,在能源领域,室温超导材料可以用于制造更高效的电缆和变压器,从而提高能源利用效率。
在通信领域,室温超导材料可以用于制造更高速的电缆和路由器,从而提高网络速度。
如果只考虑目前所证实的“抗磁性”,是否有意义呢?
童丁毅告诉记者,在室温超导材料被证实以前,低温超导和高温超导技术在全球早已有商业化应用,磁悬浮列车就是其中之一。
不过,这类材料距离实际应用,还需要进一步实验。
从视频来看,国内团队根据论文复刻的材料,在显微镜下也只有一个“小黑点”,直径以微米计算。
“具体要看材料的室温抗磁性有多强,目前从视频看来,只能让自身重量悬浮起来。如果想要将它作为磁悬浮列车的替代材料,加上车厢和人的重量,不一定能悬浮。”童丁毅说。
此外,目前这类材料的产量特别低,不是每次都能做出来,从全球复现成功的概率来看,大致和买彩票差不多,估计是制备流程中仍然有未摸透的参数控制和需要攻克的工艺难题。
不过,童丁毅也提到,得益于室温超导有巨大的商业应用价值,如果接下来能进一步验证材料真的具有室温超导性能,那就是0到1的突破。
“现在是全球沸腾,各国实验室都在热火朝天地重复实验。有人开玩笑,上一次的炼丹术,人类一不小心发明了火药,而这一次的炼丹术,让全球的材料科学家一起死磕LK-99晶体。”童丁毅说。
那么,作为新材料科创高地,宁波的科研人员是否在超导领域有所研究呢?
记者了解到,目前,中国科学院宁波材料所就有做超导材料的周边技术。
此前,该所的研究员黄庆团队就提出了一种新方法,用一种“扭转魔方”的方式创制出常规路径无法合成的新型MAX相材料。
这类材料既像金属一样导电、导热,柔韧易加工,又像陶瓷一般抗氧化,耐高温、辐射和腐蚀,有望应用拓展到超导等更多领域。
尽管目前仍然存在着很多挑战和难题,但愿这次全球室温超导能早日横空出世,落地生花。
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