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【专栏】近期爆红 LK-99 是什麽?对人类未来有何影响?

by 邀稿作家
2023 年 8 月 27 日
in 红海Proios下载
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最近在网路上,比起年初的 AI 人工智慧话题,更多人讨论的是一种未经证实的超导体材料 LK-99,所谓的 LK-99 是由韩国科学技术研究院的研究人员通过论文所发表的材料,他们宣称这种材料具备超导现象,若属实,对人类未来的科技发展将是重要的里程碑。

什麽是超导体?

所谓的超导体,是指在一定温度条件下电阻为零的导体。这种材料并非虚构,例如锡这种元素,在 -269.43°C 左右的温度下就会出现超导现象。

此外,在 1933 年,德国物理学家瓦尔特迈斯纳与其研究夥伴发现超导体会对磁场完全排斥,导致超导体放置於磁石上时会完整悬浮,这种现象被称作迈斯纳效应,被广泛应用於判断材料是否为超导体的初步基准。

图片来源:维基百科。箭头代表磁力线被超导体所排斥,表现出抗磁性。

LK-99 为什麽引发话题?

LK-99 之所以在学术界刮起旋风,是因为它并不需要前述那种特殊温度或压力环境,而是在常温常压下即为超导态,因此,这种材料可用於一般商业或生活领域。

超导体对人类生活有什麽益处?

由於这种材料的电阻为零,能以 100% 的效率传输电能,各种需要电力传输或储存的应用都会受益,还能藉由提高能源效率来降低温室气体排放。

根据 2013 年学术论文「超导与环境:路线」,超导体可能应用於磁选领域,以超导体为材料来实现磁分离技术,对於水循环和再利用具备相当潜力。

而透过超导体的迈斯纳效应,也能够实现更环保的超导磁浮列车,因为超导磁铁维持磁场不会消耗能量,所以只要在列车的转向架中加入超导磁铁,就能够造出能耗较低的磁浮列车。

JR 东海所研发的 L0 系列高速磁浮列车即透过低温超导体实现磁浮,试运行最高时速达 603 公里。

常温常压的超导体因为不需要维持低温,不仅能缩小目前核磁共振装置的体积,还能够缩减运作成本,让它的应用更加广泛。

除了前述的几项应用之外,常温常压的超导体还可能用在其他众多领域,因此动辄被视为科学界的圣杯,若真的存在无疑将开启人类科技发展的全新篇章。

LK-99 是真的吗?

根据韩国研究人员的说法,LK-99 的合成需要一氧化铅、硫酸铅和磷化亚铜,这些材料不难取得,且他们提供的制程方法也不复杂,因此美、中等国的实验室皆已着手尝试复现此材料。截稿时,尚未有实验室或其他研究人员成功复现,但中国华中科技大学的研究员宣称已合成出具备磁浮性质的 LK-99,只是样品尺寸过小,需制作更大的样品才得测量电阻。

其他实验室的结果除了未公开的之外,皆没有观察到抗磁性。因此目前 LK-99 是否为超导体还有待检验。

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