《阿凡達(dá)》中,吸引人類不惜一切代價,哪怕摧毀外星人的家園,也要掠奪過來的礦石材料“Unobtanium”,真的存在嗎?
在電影里,它被描述成一種罕見的室溫超導(dǎo)體,擁有奇特的磁場,足以給地球上的技術(shù)帶來徹底變革。
現(xiàn)在,有科學(xué)家在現(xiàn)實世界宣稱自己已經(jīng)能在實驗室合成這一材料。7月22日,韓國量子能源研究中心公司相關(guān)研究團(tuán)隊通過兩篇論文及視頻的方式,聲稱團(tuán)隊已經(jīng)在常壓條件下合成世界上首個室溫超導(dǎo)體“LK-99”。
這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)隨即引發(fā)全世界關(guān)注和爭議。中美俄等多個國家的科研團(tuán)隊都在嘗試復(fù)現(xiàn)這一實驗結(jié)果,以證其虛實。
不過,從目前結(jié)果來看,仍難以證明室溫超導(dǎo)材料研究真的取得突破。8月3日,據(jù)界面新聞報道,成功復(fù)現(xiàn)這一實驗的曲阜師范大學(xué)及北京航空航天大學(xué)都表明,未在“LK-99”上檢測到超導(dǎo)性。
上海大學(xué)上海市高溫超導(dǎo)重點實驗室主任蔡傳兵告訴時代財經(jīng),從目前已知信息來看,可以說“LK-99”是一個有趣的材料發(fā)現(xiàn),要說它是室溫超導(dǎo)材料,還有些為時過早?!拔覀冞€要等待時間的結(jié)論。”
但無論結(jié)果如何,“LK-99”引爆的室溫超導(dǎo)熱潮已經(jīng)勾起了人們對該項技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的幻想。如果室溫超導(dǎo)最終真的成功落地,世界會發(fā)什么改變?
要回答這一問題,必須理解何為室溫超導(dǎo)。
所謂超導(dǎo)即超級導(dǎo)電,指的是電流可以在材料中零電阻通過,且具有完全抗磁性。在現(xiàn)實世界中,幾乎所有導(dǎo)體都存在電阻,電流傳導(dǎo)的過程中會因此存在熱能損耗,而超導(dǎo)體就是電阻消失能以零損耗傳導(dǎo)電流的材料。
可在現(xiàn)有技術(shù)條件下,超導(dǎo)材料通常需要被冷卻至零下196攝氏度左右的極低溫,并且需要施加極高的壓力才能成為超導(dǎo)態(tài),因而很難進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用。正是因此,無需極低溫或者極高壓就可以使用的室溫超導(dǎo)體,才成了超導(dǎo)界的最大夢想。
如果這一材料能夠成功落地,一個無損的世界成為可能,其中最為明確的應(yīng)用場景在于輸電。中郵證券指出,室溫超導(dǎo)意味著超長距離無損耗輸電得以實現(xiàn),這將引起全球電力網(wǎng)絡(luò)新一輪的基建狂潮。
“最簡單例子是,輸電網(wǎng)絡(luò)就不再需要使用特高壓技術(shù)了?!敝袊茖W(xué)院化學(xué)所在讀博士李澤宇向時代財經(jīng)表示,未來輸送電力可以轉(zhuǎn)為常壓輸電,變壓站、高架電纜這些目前常見的基礎(chǔ)設(shè)施都可能不復(fù)存在。
同時,李澤宇指出,使用室溫超導(dǎo)材料替換現(xiàn)有超導(dǎo)材料可大幅降低磁懸浮列車冷卻系統(tǒng)的建造和運(yùn)維成本,未來時速 600 公里,甚至更快的磁懸浮列車會像高鐵一樣普及。
而在蔡傳兵看來,室溫超導(dǎo)的出現(xiàn),還將極大地推動可控核聚變產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程,幫助人類擺脫能源焦慮。
其指出,目前,可控核聚變普遍需要使用低溫超導(dǎo)材料制作線圈,通電后,利用電流磁效應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)磁場,可以約束聚變反應(yīng)中溫度高達(dá)上億度的等離子體。
但維持極低溫的環(huán)境成本并不便宜。蔡傳兵表示,目前,超導(dǎo)磁體以及低溫制冷相關(guān)成本約占可控核聚變裝置成本的40%。如果室溫超導(dǎo)能夠順利實現(xiàn),這一成本將顯著降低,極大地推動可控核聚變的商業(yè)化發(fā)展。
此外,室溫超導(dǎo)材料的出現(xiàn),還被認(rèn)為將在信息處理領(lǐng)域帶來巨大變革。
天風(fēng)國際證券分析師郭明錤就在社交平臺發(fā)文表示,常溫常壓超導(dǎo)未來若能順利商業(yè)化,將對計算機(jī)與消費(fèi)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計有顛覆性的影響。特別是其電阻消失的特性,將會顛覆既有的產(chǎn)品設(shè)計以及材料與技術(shù)的采用,例如不再需要散熱系統(tǒng)、光纖/高階CC被取代、先進(jìn)制程門檻降低等。
“讓即便是小如iPhone的設(shè)備,都能擁有與量子電腦匹敵的計算能力?!?/p>
不過,多位學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界人士都向時代財經(jīng)指出,目前仍難預(yù)判室溫超導(dǎo)材料對人類社會將會造成何種影響。從已知信息來看,“LK-99”很大概率最終會被證明并不是室溫超導(dǎo)材料。對一個仍處于理論研究與實驗室階段的概念來說,展望未來有些為時過早。
而在蔡傳兵看來,哪怕最終“LK-99”被證明真的是室溫超導(dǎo)材料,按照過往經(jīng)驗來看,從實驗室階段到最終產(chǎn)業(yè)落地,很有可能還需要20年或以上的漫長蟄伏期。
來源:金融界
本文標(biāo)題:如果“室溫超導(dǎo)”落地,磁懸浮列車會多如高鐵,量子計算機(jī)可隨身帶
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