美国罗切斯特大学Ranga Dias团队的室温超导研究疑云尚未消散，韩国量子能源研究中心（Q-centre）、高丽大学等团队的研究人员再次投下一记“尚未经同行评议”的重磅。研究团队宣布成功合成了世界上第一个室温常压超导体，即在常压条件下，一种改性的铅-磷灰石（命名为LK-99）能够在127℃(Tc≥400k）以下表现为超导体。
百年过去 超导何时“接地气”
100多年前，荷兰物理学家昂内斯（Kamerlingh Onnes）为人类打开了超导这扇大门。1911年，昂内斯在研究中发现，当温度降到4.2K以下时，金属汞（Hg）的电阻突然降为零，而这并不是任何实验上的纰漏导致的。
自此，汞成了科学家发现的第一个超导体，其超导Tc为4.2K。所谓的超导Tc即超导转变温度，也就是超导体由正常态进入超导态的温度。
总体而言，零电阻是超导体的基本特征之一，此外一个重要的基本特征则是迈斯纳效应。继昂内斯上述发现20余年后，迈斯纳在研究测量中发现，材料处于超导态时，其内部磁场为零，展现出完全抗磁性，这也就被称为迈斯纳效应。
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《突破性进展！室温超导，会怎样改变世界？》
超导现象的发现被认为是20世纪最伟大的发明之一。然而，发展至今，超导体的实际应用基本局限于磁悬浮等少数特定场景下。此次韩国研究团队也提到，自昂内斯发现超导性以来，科学家们一直在寻找室温超导体。原因不难理解，维持材料超导性的极低超导Tc，这对大规模的应用开发来说是一道极大的障碍。
市场研究机构IMARC在2022年发布的一则报告中显示，2021年全球超导材料市场规模已达到9.026亿美元，预计2027年将达到22.902亿美元，2022年至2027年间的增长率（CAGR）为17.3%。
日常生活中几乎所有导体都存在电阻，这导致从小家电到特高压电线，无不存在电能损耗。但如果将不存在电阻的超导材料应用在方方面面与电相关的领域中，电能损耗将大大减少——甚至有人将其视为人类能源危机的终极解决方案之一。此外，超导体的其他电、磁特性，也将为磁悬浮交通、核聚变等尖端科技带来革命性影响。
传统超导技术被广泛应用在医疗、军事、能源等领域。2021年，上海就已经投运了全球第一条千伏公里级超导电缆。而超导技术更大的发展前景还在于其中最重要的就是核聚变的研究和应用。
“超导体产生的强磁场可以作为磁封闭体，将反应堆中的超高温等离子体包围并约束起来。”中科创星创始合伙人米磊表示，“室温超导”有望解决磁约束核聚变的核心问题，将大幅提高后者的商业化进程。
目前，全球最大的核聚变联合项目，国际热核聚变实验堆（简称“ITER”：International Thermonuclear Experimental Reactor）就正在利用低温超导技术，制造超导托卡马克HT-7实验装置。7月26日，中国科技部公布的最新8个ITER职位空缺中，就包含与低温超导相关的2个低温工程师职位。
超导领域始终处于不断探索的途中。一条道路指向超导Tc，使其无限接近便于实际应用的室温；另一条道路则在于持续深入地挖掘超导背后的机理。
韩国版室温常压超导体是真的？
这一次韩国团队在论文中援引了今年3月Dias团队目前尚处于争议中的研究。
研究团队报告了对“LK-99”的测试，并称在378开尔文（104.85℃）左右，电阻急剧下降，然后在333开尔文（59.85℃）左右接近零。虽然零电阻是超导性的标志，但还需要进行其他测试来确认是否真正是超导体。
其中一种测试是“迈斯纳效应”（Meissner effect）：由于超导体会排斥磁场，它会排斥其他磁体，产生标志性的悬浮效应。韩国研究人员提供了一个视频，据称显示“LK-99”表现出“迈斯纳效应”，但超导体并不是唯一能够在磁体上悬浮的物体，例如石墨也会悬浮。
据称，如果“LK-99”被证实为超导体，它将具有许多可能的应用，例如磁铁、电机、电缆、磁悬浮列车、电力电缆、量子计算机的量子位、太赫兹天线等等。
本次由韩国团队提出的由氢、氮、镥三种元素组成超导体，在大约10kbar（也就是1GPa，约相当于1万个大气压）下可实现约294K（21℃）的室温超导电性。和3个多月前Dias团队的成果相比，韩国团队的超导体让人“更难以置信”。不仅解决了温度问题，他们的LK-99甚至不需要“高压助手”。而127℃的Tc，不仅仅是数字上比以往研究进一步大幅提高，更重要的是意味着其可应用的温度区间大大拓宽。
LK-99如何获得？
新研究实际上关联到两篇论文，论文均发表在预印本系统arXiv，尚未经同行评议。更为详细的第二篇论文显示，研究团队使用固相法合成了LK-99，合成原料为氧化铅（PbO）、硫酸铅（PbSO4）、铜（Cu）和铅（P）。
目前业内普遍认为，LK-99的制备过程似乎相当简单。样品合成过程具体包括三个步骤：第一步，将氧化铅和硫酸铅粉末在陶瓷坩埚中以各50%的比例均匀混合，混合粉末在725℃的炉中加热24小时发生化学反应。第二步，将铜和铅粉末按比例在坩埚中混合，合成磷化亚铜，让混合后的粉末处于相应的真空封管状态下，然后置于炉内550℃加热48小时。在此过程中，混合材料发生相变，形成磷化亚铜晶体。第三步，将上述两步所得物质磨成粉末，并在坩埚中混合，再将混合粉末真空封管，在925℃的炉内加热5至20小时。
研究团队称，在此过程中，混合粉末反应转化为最终材料，一种灰黑色的铜掺杂的铅-磷灰石，这种多晶材料也就是他们命名的LK-99。
他们总结称，LK-99的超导性已经通过超导临界温度Tc、零电阻率、临界电流（Ic)、临界磁场（Hc）和迈斯纳效应得到了证明。
本次韩国研究团队提出，LK-99结构与铅-磷灰石非常相似，但由于晶格中出现了铅被铜取代的现象，相关晶胞（反映晶体周期性和对称性的最小重复单元）参数显示LK-99与原始铅-磷灰石相比有轻微的收缩，缩小率为0.48%。铜离子取代引起的应力传递到圆柱体列的铅，导致界面发生扭曲，从而形成超导量子阱。
研究团队认为，正是这种结构的影响，导致了这种新材料非凡的超导性，而非温度和压力等外部因素。第一篇论文的作者们写道，到目前为止，超导性与材料结构变化之间的关系还没有得到很好的阐明。事实上，目前发现的影响超导体超导性产生的两个主要因素是温度和压力。但温度和压强都会影响材料的体积，似乎在低温或高压下体积减小所产生的应力会引起微小的应变或变形。
研究团队称，虽然很难观察到超导材料微小结构的变化，但这种结构变化似乎带来了它的超导性。
值得一提的是，研究团队还专门上传了一段视频，以证明LK-99在磁铁上悬浮的情况，这也就是迈斯纳效应。不过，这块扁平的、像硬币一样的材料的悬浮情况并不是十分完美，仍有一边似乎接触磁铁。就该情况，Hyun-Tak Kim称，这表示样品并不完美，只有一部分成为超导体并表现出迈斯纳效应。
但是在他们发表的论文中，也有一些地方与主流的超导理论背道而驰。
《科技日报》援引南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎观点：韩国团队所展示的并非超导现象，而是超导假象。根据数据猜测，可能LK-99材料本身存在非常微弱的抗磁，与重力达到某种平衡以后，形成了一个微软的磁悬浮状态，事实上并非超导磁悬浮。
尽管Hyun-Tak Kim目前的态度透露着该项研究背后作者们的“想法各异”，但他对外界的质疑表示接受，认为其他研究人员应该尝试复制他们团队的工作来解决目前的疑问。与此同时，Hyun-Tak Kim还表示其和其他同事们将继续完善目前的工作，并向大规模生产迈进。
全球多个团队均投入复现验证实验中
近日，B站UP主“关山口男子技师”首发视频宣布：他们已合成了可以磁悬浮的LK-99晶体，该晶体悬浮的角度比韩国量子能源研究中心的CEO Sukbae Lee等人获得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。
简介显示，该UP主来自华中科技大学，其所在的团队是由华中科技大学材料学院教授常海欣带领，成员是博士后武浩、博士生杨丽。
据财联社报道，对今日B站UP主上传的题为“LK-99（潜在室温超导材料）验证”实验视频，华中科技大学常海欣教授向财联社记者证实，该视频确实出自所属团队。截至发稿，上述视频在B站播放量已超430万。
从发布的视频来看，华中科技大学研究团队合成的LK-99晶体，即是显微镜下的“小黑点”，直径以微米计算。将一块钕铁硼磁体放在其下，“小黑点”随着钕铁硼磁体的靠近和远离，不停地倒下或立起，无论S极还是N极均产生上述反应，即排斥和磁极无关，显现出抗磁性。
日前，UP主“关山口男子技师”还在B站上表示，“抗磁性有，比较弱。零阻没有，整体就一半导体曲线，估计如果有超导相，也是微量的超导杂质，不能形成连续的超导通过。”
但该UP主也指出，目前只验证了迈斯纳效应，只有一片几十微米大小的样品，若进一步测电阻还需等下一批样品出来。
值得关注的是，全球多个团队均投入复现验证实验中。目前参与复现的实验室中，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，且在复现过程中发现LK-99的特性更像是半导体。
7月31日，东南大学教授孙悦（B站博主“科学调查局”）发布“室温超导复现实验-全流程”实验视频，视频中表示无超导磁悬浮现象，是否是室温超导依然有待验证。
尽管LK-99的超导性仍有待进一步研究与验证，与此同时，资本市场已经对超导概念做出显著反应。从A股到美股，资金热捧室温超导概念。8月1日，Wind超导概念股中，法尔胜、百利电气、永鼎股份涨停，西部超导涨逾7%，联创光电上涨6.3%。
对于近期“室温超导材料”成功的可能性，西部超导方面表示，该项技术目前还在实验阶段，公司不便做太多评价，正在密切关注。永鼎股份方面表示，公司也在等待验证的过程，可能需要反复的验证、求证才是秉承科学性的原则，这需要一定的时间和更加科学性的描述，才能让大家有一个更准确的认识。
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