界面新闻记者 | 彭新

 

韩国研究团队近期发表的常温常压超导体“LK-99”研究成果，近日引爆全球，其影响力甚至超越学术界，成为不少网友讨论的话题。而日前，美国国家实验室经过计算机仿真后，证实“LK-99理论上存在超导性”，这又让外界感到振奋。但关于“LK-99”成果能否成功复现，仍存悬念，科学家目前还在努力实验中。

所谓超导，是指电流通过时没有因为受到任何阻力而导致损失，导体的电阻为零。超导体是一种能在完全无电阻下传递电流的材料，因为零电阻，就可以在不过热或耗费大量能源情况下，创造超强磁场。

超导现象通常在极低温或极高压环境状态下出现，是一种普遍存在的特性，并不限于特定的元素或材料类型。目前所发现的各种具有超导电性的物质，其中包括金属单质、含金属化合物、非金属单质、非金属化合物……许多物质在普通条件下就是完全绝缘的陶瓷，只有在极特殊的环境下才展现出超导特性。

在过去，要实现材料的超导性，仅是环境维持成本就非常高，所以这次“LK-99”材料的常温常压超导性才会如此引发关注。

现实生活中普遍存在的普通导体，如铜、铁等金属材料，当电流通过时，由于电阻的存在，电子会在穿行的过程中与原子碰撞。这时候，电子会损失一些能量，导体也会产生热量，若热量过大将造成导体或组成的电路损坏，这一特点制约了电子产业的进一步发展。

不过，目前已知的所有超导体都必须在摄氏零下100度低温，以及高于大气压力10万倍的极端高压下才能体现超导性。这些限制使得维持超导特性非常昂贵，大量应用也显得不符合实用性。

如果能实现室温超导，就可以帮助解决世界性的能源问题，并为制造运行速度更快的计算机、超灵敏传感器等奠定基础，具有重大的产业和科学价值，例如制造用于无线电通信的频率滤波器，或者进一步让粒子加速器中的带电粒子加速，用来探索宇宙奥秘等。

对于“LK-99”，知名苹果供应链分析师郭明錤评价称，常温常压超导体商业化的时程并没有任何能见度，但未来若能够顺利商业化，将对计算机与消费电子领域的产品设计有颠覆性的影响。计算器与消费电子的技术与材料创新，都是为了要实现高速计算、高频高速传输、小型化等要求，而超导 (电阻消失) 特性将会颠覆既有的产品设计与材料/技术采用，如：不再需要散热系统、光纤/高端CCL（铜箔基板）被取代、先进制程门坎降低等，让即便是小如iPhone的行动装置，都能拥有与量子计算机匹敌的运算能力。

在半导体产业链，超导现象的应用落地也将是一大福音。因为目前半导体制程需要大量能量，如台积电、三星的先进晶圆制程需要消耗电力，预计2025年台积电用电量将占中国台湾整体的12％，若超导体的技术可行，将大大降低晶圆厂能源消耗。 

值得一提的是，过去20年里陆续有研究团队声称发现了可以实现近室温超导的材料，但大多数实验均无法复制，很难经得起后续的各种考验。在2020年10月的《自然》杂志封面上，曾刊登美国罗切斯特大学物理系助理教授兰加·迪亚斯（Ranga Dias）的研究团队，创造出一种碳质硫氢化合物固体分子，这种材料在约15摄氏度和约267Gpa的压强下表现出超导性。然而随后兰加·迪亚斯因为疑似窜改数据，被撤回该研究论文。