近日,有韩国科学家团队宣称发现了全球首个室温超导材料——“改性铅磷灰石晶体结构(lk-99)”这一消息的发布,在全球引起了轰动,从A股到美股的股票市场表现来看,室温超导仿佛已经取得成功。
超导材料可能引发多个领域的重大变革
弄清“什么是室温超导”之前,我们先了解一下“超导体”这一概念。
超导是材料在低于一定温度时电阻变为0的现象。超导体,顾名思义就是超能导电的物体。
利用超导体的特性,人们可以用来“举起”沉重巨大的车厢——诸如日本JR线的MLX系列低温超导磁悬浮磁浮列车测试线,也可以用来长期监测重力变化,观测潮汐、探测地震等——诸如天文地理研究中常用的磁悬浮重力仪;至于超导体的“约瑟夫森效应”则是说,如果在两个超导体之间夹一个绝缘层,当这个绝缘层的厚度薄到逼近原子那么薄时,电子就能直接穿过绝缘层,产生隧道电流现象。利用这一特性,人们不仅能做出速度更快、运行耗能更小的超导计算机,还能制作出灵敏度更高、噪声更小的超导量子干涉仪。
换而言之,如果真有一种可以被大范围商用的超导材料,这将是一场波及多个领域的重大变革。
常温常压的超导材料还有多远?
中国科学院物理研究所研究员罗会仟认为,基于目前的高压合成测量技术,样品产量非常低,且常压下不一定稳定,室温超导不可能有大规模的应用。但如果未来不需要高压即可合成超导材料,即使温度没有真正到室温,在接近室温情况下,用途也将非常广。
虽然有实验室陆陆续续找到了一些临界温度更高的新材料,但是受限于价格和性能等因素,这些新材料始终打不开商业市场,没办法投入实际应用。所以超导技术对于多数普通人而言还是非常神秘,甚至常常引发人们的“误解”:提到超导技术,大家总会想到磁悬浮列车,但实际上,现实生活中大多数磁悬浮列车使用的是常规导体,像德国的和国内上海的磁悬浮,这些列车与超导技术并没有太大关系。相比之下,反而是医院里使用的核磁共振成像(MRI),尤其是1.5T以上的核磁共振,才是和普通人距离最近的超导技术。
相比于CT成像等技术,MRI不仅没有辐射,而且能为医生提供内容更加丰富、画面更加清晰的对比影像,尤其对于诸如脑部、脊髓等不同软组织或是中枢神经系统等部位的对比成像也更加好。如今,MRI不仅在理论上能帮助人类检查糖尿病以及心脏病,甚至还有望能够帮助早期检测阿兹海默症,为人类解决“难以治疗只能预防”的顽疾提供更好的技术支持。
无论如此,探寻适用于民用市场的超导材料并不容易,但人类寻找超导材料的脚步却从未停下。所以韩国科学团队的消息才引发了全球关注。
(来源于《北京科技报》)