又一个“迪亚斯”事件？韩国室温超导疑云

当AI圈还在忙着调参“炼丹”造大模型，土法“炼丹”造室温超导已风靡材料圈。

近日，韩国学者公开发表了两篇论文，声称合成了世界上第一个室温常压超导体——LK99。论文显示，LK99的合成方式十分简单：只需分别合成黄铅矿、磷化亚铜晶体，之后将二者在坩埚中混合，再进行密封加热，在反应中蒸发掉黄铅矿中的硫元素，就能得到改性铅-磷灰石晶体结构的超导材料。

由于实验过程较为简单，复现难度较低，且材料的抗磁性也被随后放出的疑似迈纳斯悬浮效应视频验证，LK99的发现在全球引起轰动。若如此简易的制备就能得到真正的超导材料，那么超导材料的商业化也将快速实现，由此带来的各种变革将创造一个物质与能源无比丰富的世界，无异于第三次工业革命。

当代科学的明珠

超导电性是20世纪最伟大的科学发现之一，它指的是当某些材料在温度降低到某一临界温度(Tc)时电阻突然消失，电流可以在其间无损耗流动的现象，具备这种特性的材料则被称为超导材料或超导体。超导材料的发现和研究已经为电力输送、磁共振成像和量子计算等领域带来了重大的影响。

按照临界温度，超导体可被分为低温超导材料和高温超导材料。以25k（-248.15摄氏度）为分界线，Tc<25k的是低温超导材料，Tc≥25k的是高温超导材料。

低温超导材料中，NbTi(Tc=9.5k)和Nb3Sn(Tc=18k)因具有优良的机械加工性能和成本优势，其制备技术与工艺已经相当成熟，目前已实现商业化。目前低温超导的下游应用主要包括加速器磁体、核聚变工程用超导磁体、核磁共振磁体、通用超导磁体等。在相当长的时期内，低温超导材料仍将是最主要的超导产业支柱性材料。

高温超导材料中具备实用价值的主要包括铋系(Tc=110K)、钇系(Tc=92K)和MgB2超导材料(Tc=39K)、铁基超导材料等。其中铋系和钇系高温超导材料生产成本较高，尚处于商业化初期。目前高温超导的下游终端应用主要包括超导电缆、超导电机、超导变压器、超导滤波器等。

自荷兰物理学家Kamerlingh Onnes发现超导现象至今已100多年，在最初超过五分之三的时间里，超导临界温度的提升十分缓慢。70多年中，超导临界温度只被提升到23.2k，这一段时间内发现的超导体均为低温超导体。

随着铜氧化物超导体和铁基超导体的科研进展实现实质性突破，高温超导体才得以开启高速发展的征程。截至目前，人类在常压下能观察到超导现象的最高温度是135k（零下138度）。

为扩大超导材料的规模化应用，近年来科研人员对室温超导材料的研究兴趣不断增长。室温超导材料能在相对较高的温度下表现出超导现象，不需要制冷或对制冷要求较低，便于进一步实现更高效的超导应用。

室温超导脱“虚”向“实”

科学家们正在不断探索新的材料，并寻找室温超导现象的机制。室温超导的实现预计将为能源、交通、医学和计算等领域带来革命性的影响。

2020年，美国罗切斯特大学助理教授迪亚斯通过光化学合成简单的碳质硫氢化物(CSH)，并将其超导临界温度提升至15摄氏度，这是人类第一次观察到室温超导体，具有里程碑式的意义。但在金刚石压腔中观察到的超导现象需要2670亿帕的环境压力，且产生超导现象的材料数量极其微量，并无法产生实际的应用。因此，下一个科研目标则是争取找到在较低压力下制造室温超导体的方法，以实现大批量生产。

今年3月，迪亚斯在一场演讲中表示，三元或更大的体系可能是实现更高转变温度和在室温条件下实现超导性的关键。同时，他宣称和团队创造出一种能在室温和近常压下工作的超导体——这种由氢、氮和稀土金属镥反应所得的固体化合物，在21摄氏度和大约1Gpa的压力下，能以零电阻的形式传导电流。

专家表示，1GPa虽然已远低于目前主流室温超导体所需的数百万个大气压，但其实现难度依然较大，无法应用到实际场景中。就在迪亚斯宣布发现室温超导的十天后，三个国内科研团队的复现实验相继失败。同时，迪亚斯还被扒出前科——全程参与了此前哈佛大学的“金属氢”造假事件。

而最近的韩国团队发表的论文作者表示，其团队制造的LK-99室温超导材料或许可以在一个月之内被复制。仅仅通过合成和掺杂，就在本应不具备明显电磁特性的铅磷灰石化合物中发现了一种在室温下具有“超导”性质的新材料。韩国团队的这一发现同样也引起了质疑。

为证明实验结果的可靠性，韩国团队两篇论文中第二篇论文的上传者还放出了一则视频：将一个不规则的类圆柱薄片放在磁铁上方，可以明显看到薄片一侧翘起、悬空，呈“部分悬浮”。

超导应用研究专家洪智勇表示，从该团队公布的论文来看，其测试手法与目前的超导材料验证试验存在差异，且测试方法和数据的呈现方式过于粗糙，难以证实材料是否真的具有超导性质。南京大学物理学院教授闻海虎指出，“韩国团队此次发现的新材料所具备的所谓超导性，可能仅仅基于一个假象。”电阻、磁化和所谓的磁悬浮，都不足以说明它是超导现象。

就在韩国发布论文的当晚，国内网络问答社区知乎上就有答主着手进行了复现实验。值得注意的是，在相关实验被复现成功之前，先后相隔不久上传的两篇论文的作者疑似被曝出因“内讧”发生抢跑发刊，两篇论文作者的署名不同，且因仓促上传，第二篇论文虽比第一篇更详尽，但也出现了一些错误，目前正在重新上传。

室温超导这一冷门赛道的竞争逐渐激烈。最新消息显示，美国佛州公司Taj Quantum公布照片称，新发现一种室温超导材料，系一种石墨烯泡沫材料，非常易碎。目前已获得美国专利商标局授权，并称自己的材料才是世界首个室温超导材料。

小结

猜疑之外，也有不少人对韩国此次室温超导的发现表达了支持与期待。

有观点认为，这种突破性的发现若被证实且规模化商用，可控核聚变的难度将大大降低、输电的损耗与成本无限降低，仅仅这两点，就将带来取之不尽用之不竭的电能。这意味着，电淡化海水、电解水生成氢气与氧气、二氧化碳与电解氢气生成淀粉等等这些曾经的畅想将一个个实现并成为未来能源与物质供给的一条通用渠道，交通、医疗等公共行业的运行效率将不断提高，居民的生活成本也将肉眼可见地降低。

对于研究团队来说，一旦这项成果被证实可行，诺贝尔奖也将唾手可得，各种荣誉纷至沓来，更不用说之后将得到的专利授权费用等商业利益。

但就产业角度而言，室温超导的商业化落地时间仍无从确定，目前Tc≥25k的高温超导仍是商用的主力军。2023年成为高温超导应用规模化放量元年，超导电缆、超导磁体、超导电子器件等领域是市场的主要应用方向。

随着应用场景持续广泛，全球高温超导市场空间有望持续扩张至百亿规模，是带动全球超导材料市场规模持续增长的关键动力。

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