受国内外高度关注的室温超导材料有哪些用途 它又有什么样的应用前景?

受国内外高度关注的室温超导材料有哪些用途 它又有什么样的应用前景?

据媒体报道称，近期韩国研究团队宣布制备出“世界首个常压室温超导体”的消息，在全球引发的关注越来越广泛，甚至影响到金融市场、导致多国超导概念股价的火爆上涨。值得注意的是，在短短几个月内，已经接连有来自不同国家的三个团队宣布“在室温超导领域取得突破”。为何室温超导如此受到国内外的高度关注，它又有什么样的应用前景呢?

对此，北京理工大学自动化学院副研究员郑冬冬介绍说，所谓超导，就是在特定条件下材料电阻为零的特殊物理现象。现在常用的导电材料包括铜和铝等，它们的电阻相对较小;金和银的电阻更小，但也达不到零电阻。超导现象最早由荷兰物理学家昂内斯于1911年发现，但材料要转变为超导状态需要将温度降低到极低才能实现，这就意味着需要有专门的制冷设备维持材料处于低温状态，因此超导体在实际应用上还比较困难。

郑冬冬举例说，超导材料在核磁共振、电力传输、高速磁浮交通和可控核聚变等领域存在巨大应用优势。比如说输电线，因为导线存在电阻，输电过程中会损失很多能量，所以需要采用特高压技术，提高电压、减小电流，从而减少能耗。如果采用室温超导材料做导线，就不需要那么高的电压了。另外，目前正在研发的可控核聚变，也需要用很强的磁场来束缚等离子体，从而维持核聚变的发生。但是磁场一般是用电来产生的，很大的磁场就需要很大的电流，也就有很大的能耗，同时会大量发热。如果用超导材料，没有电阻，就不会有能耗，也不会发热，那就更容易实现可控核聚变。此外，虽然现在有实验性质的磁悬浮高铁，但是为了实现悬浮，同样需要采用大电流实现强磁场，同样能耗很高。但是如果用室温超导材料的话，就不存在这些问题了，能耗会大大降低。他还表示，如果室温超导材料得到突破，就连我们日常生活也能得到很大改变，“如果全部采用电阻为零的超导材料制作电子线路的话，像手机、电脑等电子产品充电的时候就不会再出现发热的情况。”

韩国《中央日报》8月2日称，100多年以来，全世界科学家为了在常温常压状态下实现超导而进行的研究均以失败告终。传统理论认为，只有在低温和超高压(几百万个大气压)状态下才能实现超导。今年3月美国科学家迪亚斯宣布“实现室温超导”时，也需要1万个大气压的高压环境。而韩国量子能源研究所的论文却显示，在27摄氏度、1个大气压的情况下，通过简单的方法就能造出超导体，如果相关研究结论为真，这将是一种“梦幻材料”。

上海市超导材料及系统工程研究中心主任、超导应用研究专家洪智勇7月30日表示，近期韩国研究团队公布的超导体“极大概率不是室温超导”。洪智勇认为，根据现有情况来看，韩国团队报道的测试手段和方法并不是很正统的超导材料验证实验。此前迪亚斯团队公布的实验条件是限制在1万个大气压下，因为呈现数据过于“完美”，数据真实性受到质疑。但这次韩国团队透露的材料合成方法非常明确且简单，但测试方式和数据的呈现形式以及数据的严谨程度都非常粗糙，更和国际认可的一些验证超导性能的测试方法差距很大。从目前呈现的数据来看，他们还只是通过合成和掺杂，在本应不具备明显电磁特性的铅磷灰石化合物中，发现在室温下具有了一定的导电性和弱抗磁性，“这是一个有趣的物理现象，但实验结果离证明样品是超导体或者说样品中含有超导成分还相差甚远。”

韩国《京乡新闻》称，韩国研究团队的支持者认为，该研究团队公布的视频显示，米粒大小的物体悬浮在空中，这是超导体的重要特征之一——产生对磁体排斥的“迈斯纳现象”。但视频内容显示，它的悬浮情况并不完全，仍有一边接触磁铁。该研究团队解释说，这表示样品并不完美，只有一部分成为超导体并表现出“迈斯纳现象”。报道还提到，中国华中科技大学制造了几十微米的样品并验证其具备“迈斯纳现象”。

但南京大学物理学院教授闻海虎之前接受采访时表示，“我们仔细分析了他们(韩国团队)的数据，从三方面——电阻、磁化和所谓的磁悬浮都不足以说明它是超导现象(材料)。我们判断(它所谓的超导)极有可能是个假象。”北京高压科学研究中心主任毛河光教授在接受媒体采访时也表达了类似观点。他认为，视频中的材料会部分悬浮起来，这是磁体很常见的抗磁现象。“超导的抗磁力非常强，可以把火车之类的悬浮起来。”

LK-99为何引发全球关注?

7月22日，韩国量子能源研究中心、高丽大学等团队研究人员公布预印本网站arXiv提交了论文，宣称研制出世界上首个室温常压超导体，被命名为LK-99。

研究团队表示，比起过去所发现的超导材料，这次发明的材料只要在常压约127℃(Tc≥400k)以下，就能表现出超导性，并附上视频“证据”。

消息一出，学术圈“炸锅”。寻找室温超导体，是近百年来物理学家们的追索的方向和目标。

超导体与普通导电材料不同， 具备“零电阻”和“完全抗磁性”两个特性。

其中，“零电阻”是指电阻为0，当电流通过它，无论超导材料有多长，都不会在超导材料内发生任何损耗，应用潜力非常可观。

“完全抗磁性”是指，将超导体置于磁场之中，磁力线却无法穿过超导体，超导体内部磁场依然为零——这是物理学中著名的迈斯纳效应。

不过，所有的超导体都无法在常温常压下呈现超导状态，要让它们发挥作用，往往需要极低温环境，以及极高压环境，这一苛刻条件就限制了超导材料发挥最大的作用。

寻找“室温超导体”之路并不容易

据中研普华产业研究院出版的《2023-2028年版新型材料项目可行性研究报告》统计分析显示：

今年3月美国有科研团队宣称发现新型材料在21摄氏度以及1GPa条件下实现超导现象，几天之后，南京大学物理学院教授闻海虎团队便公布了重复实验结果，推翻了该室温超导研究结果，相关论文于5月11日发表于《自然》杂志。

如今，仅时隔4个多月，韩国科研团队就又宣称在室温超导领域有了石破天惊的发现。在韩国团队宣布首次实现“室温超导”后，自然引起了全球关注。不过，目前该团队表示已撤回论文，称研究团队并未准备好发表论文，只是团队中的一名成员在未征得其他作者同意的情况下，就擅自发布了论文。

虽然韩国团队撤回论文，但根据他们此前发表论文进行复现实验的科研团队及个人却层出不穷。截至目前，已有相关团队表示“复现”或者理论上了证实了韩国团队的成果。

十余家上市公司辟谣“室温超导”超导概念股重挫

报道称，十余家上市公司辟谣“室温超导”相关消息。8月2日晚间，国缆检测披露异动公告称，公司主营业务为提供电线电缆及光纤光缆的检验检测等专业技术服务，高温超导电缆检测属于公司可提供的检测领域之一，高温超导电缆在-196度下运行，与常温超导概念无关。公司目前没有与常温超导概念相关的技术，未产生收入。

中孚实业公告称，2010-2013年协助相关高温超导项目，但主要成果及应用与公司主营业务无关。

百利电气发动异动公告，称公司不涉及“室温超导”相关业务，也未开展相关研发和投入。

腾亚精工在投资者互动平台表示，公司目前暂无室温超导材料应用相关的布局。

密封科技在投资者互动平台表示，公司目前未涉及室温超导领域。

元道通信在投资者互动平台表示，公司业务未涉及室温超导材料。

天键股份在投资者互动平台表示，公司暂无室温超导材料的相关布局。

8月3日，迦南智能在互动平台表示，公司目前尚未涉及超导相关业务。

而全信股份、浙江荣泰、祥源新材、华通线缆、汉缆股份、中辰股份也陆续表示未涉及超导相关领域业务。

在这背后是此前超导概念带动相关上市公司股价的上涨异动。不过8月3日，超导概念大幅低开，集合竞价阶段，中孚实业、精达股份、创新新材、金徽股份竞价跌停，国缆检测低开超10%，永鼎股份、西部超导低开超8%。

对于“室温超导”的落地，相关上市公司虽集体持观望态度，但也将其视为重要的研发方向，并提前酝酿布局。

鑫宏业在投资者互动平台上表示，超导技术(高温、低温、常温)是未来电力输送的重要发展方向，是特种线缆未来的重点研发方向，公司会积极关注。九洲集团表示，超导技术可以提高电能传输的效率，降低能源损耗，因此可能会对电力设备制造业带来积极的影响。广电电气称，公司保持对重要新兴技术及领域的密切关注。永鼎股份则表示，公司在等待相关验证的过程。

预测至2028年全球超导体市场规模分析

根据贝哲斯咨询调研数据显示，2022年全球超导体市场容量达405.93亿元，预测至2028年，全球超导体市场规模将会达到618.21亿元。

“重大装备、AI智造等领域急需的半导体材料、超导材料等是新材料产业重点发展方向。在自主化创新的推动下，未来几年国内超导产业有望迎来迅猛增长。”看懂经济研究院研究员袁博认为。

未来行业市场发展前景和投资机会在哪?欲了解更多关于行业具体详情可以点击查看中研普华产业研究院的报告《2023-2028年版新型材料项目可行性研究报告》。