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东说念主类自古以来，就在连续地尝试了解大天然的奥妙：燥热的火焰不错灼烧食品、乌云打雷之后就会落下雨滴、天冷变温就需要穿加厚的衣物。东说念主们在不雅察过这些好奇瞻仰好奇瞻仰的恬逸之后，通过实验和推导得出了盛大的表面定律来解释这些逻辑关系，最终演化出了一门新的学科，物理学。

咱们今天日常活命所用到中的一切，无论是电脑、手机、齐集、照旧电力系统齐离不开物理学的发展和应用。

在许多科幻电影中，东说念主类也对将来的物理学张开了无穷的幻想，比如在电影《阿凡达》中，漂泊着漫天岛屿的潘多拉星球，而这一幕则是因为一种名为“U矿”的矿石资源。

这个“U矿”，便代表了在物理学界被称作“圣杯”的一种物资，亦然咱们本期节规划主题：室温超导材料。

1、电阻的产生

全球齐知说念，咱们活命中的通盘物资材料齐是由原子构成的，原子的结构是原子核和核外电子。电子围绕原子核在束缚地作念无规矩畅通，而它在畅通时受到的顽固即是电阻，基本上通盘的物资齐有电阻。

咱们证据电阻大小，不错把他们分为导体、绝缘体、半导体。导体的电阻最小，平凡是金属元素，比如金、银、铜、铝等；绝缘体的电阻最大，平凡口角金属元素，比如陶瓷、塑料、橡胶；半导体介于导体和绝缘体之间，常见的有硅、锗等。

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那么电阻是怎样产生的呢？

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咱们以常见的金、银、铜、铝这些金属导体为例，它们的里面有带正电的晶格，晶格的结构很空闲，只可在均衡位置隔壁作念小范围的畅通。但金属里面的目田电子，它们是不错神圣出动的。

当咱们给导体增多了电压之后，电子便会顺着高电压朝着低电压地点产生出动，在这个流程中就形成了电流。

目田电子在出动的流程中，有可能会撞在晶格上头，这样一来它们就会把一部分能量传递给晶格，晶格因此会产生涟漪，并在涟漪的流程中把能量变成热量，这即是电阻损耗能量的流程。

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是以闲居的一个导体，之是以会损耗能量产生电阻，即是因为电子撞了晶格，在这个流程中耗损了能量，让导体的温度升高。

随后科学家在实验的时候发现，无论任何导体，要是出现了降温的情况，那么导体产生的电阻就会减小。这是因为在降温的时候，金属晶格的涟漪会变缓，电子与晶格的碰撞会减少，能量耗损的就会少，是以电阻也会减小。

那么把温度下落到很低的情况下，电阻会有什么变化呢？

早期的物理学家并不成惩处这个问题，因为莫得实验条目，只可依靠预计。

2、超导体的发现

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直到1911年，荷兰物理学家昂尼斯液化了氦气，取得了一个4.2开尔文度的温度，非常于零下269摄氏度。这个温度也曾非常接近实足零度，零下273.15摄氏度。于是昂尼斯用这个温度去进行实验处理了汞，也即是水银。

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为什么找这个材料呢？

因为汞在常温下是液态金属，即是一个实在莫得杂质和颓势的完满导体。

昂尼斯在测量汞电阻的时候发现，当温度在4.2K以上，还有0.1Ω的电阻，然则温度一朝低于4.2K，电阻就实在测不到了，就好像蓦然之间隐匿了一样。

昂尼斯连续进行了实验，他把实验得到的材料制作成了一个金属环，然后给金属环上附加了电流。要是金属环有电阻，那么电流就会有损耗；然则要是金属环莫得电阻，那么电流就会一直执续下去。驱散测量了几十年，金属环上的电流一直莫得隐匿。

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终末昂尼斯的团队给出的论断是，即使金属环上存在电阻，那么电阻率也仅仅铜的一百亿分之一，在上头通1安培的电流香港六合彩娱乐城，那么想要让它损耗完，需要一千亿年。

而在1913年，昂尼斯又发现了锡和铅区别在3.8K、6K的环境下，一样出现了电阻蓦然降为零的恬逸。

于是东说念主们证明了确实存在这样一种物资景色：在温度降到了一定温度以下的时候，电阻不错无限接近于零，让导体不错超等导电、便就把这种景色定名为超导体，而这个让电阻隐匿的温度，即是导体的临界温度。

昂尼斯因为这一系列的计划，被授予了1913年的诺贝尔物理学奖。

超导体它为什么这样进军呢？咱们知说念旧例导体在使用的流程中会产生电阻，要是是长距离传输，电力损耗以致会达到50%，而要是不错使用实在莫得电阻的超导材料来传输电流，就不错省俭许多资本和损耗，这对统统东说念主类社会来说齐是很大的变化，是以科学家一直在针对超导材料进行多样计划。

咱们平凡说电磁不分家，有电场的地方一定会有磁场。在1933年，德国物理学家瓦尔特·迈斯纳和罗伯特·奥克森菲尔德在对超导体锡单晶作念磁场测量时，发现当温度裁减到临界温度，在材料电阻隐匿的同期，磁感应线将不成通过超导体，会被全部排出，于是他们便把这种超导体的抗磁性恬逸称为“迈斯纳效应”。

而零电阻和完全抗磁性便成为了超导体的两个进军特质。

然则这个时候的超导体齐是在温度极低的环境下被发现的，是以自后的科学家们，也在连续去尝试去寻找一些，不错在高温下使用的新超导体。

天然这里的“高温”是相对于实足零度而言的，比如像咱们之前提到的液氦，温度是4.2K，非常于零下269℃，要完毕这个是相比贫穷的。

3、也曾发现的超导

尔自后科学家们也如实又陆陆续续发现了许多的超导体。

比如在1973年，发现的超导材料，铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，零下250℃，这一记载保执了近13年。

1986年，好意思国贝尔实验室计划的超导材料，临界超导温度达到40K，碎裂了液氢的温度壁垒。

1987年，台湾科学家吴茂昆、朱经武团队发现了钇钡铜氧，它的临界温度是77K，非常于零下196℃，亦然首个超导温度在77K以上的材料，碎裂了液氮的温度壁垒。

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液氮的制形资本相对液氦来说，要低廉非常多，于是实验资本一下就降下来了，这就愈加激勉了对新式高温超导材料的计划振作。

2015年，德国普朗克计划所发现在150吉帕斯卡的环境中，硫化氢在203K，零下70度时就出现了超导景色，创下了新的超导温度记载，并发表在《天然》期刊。

硫化氢咱们齐很熟习，因为它有臭鸡蛋气息，在天然界中也很常见，然则要完毕其他条目太尖刻了，150吉帕斯卡也即是150万个大气压的环境，还口角常贫穷的。

自后的科学家们也陆续发现了一些新的材料，齐不错完毕高温环境超导，然则一样是需要非常高压的环境。

比如在2018年，德国化学家发现十氢化镧，在压力170GPa、250K的环境中有超导性出现。250K是零下-23℃ ，这亦然那时已知最高温度的超导体。

是以当前的针对超导体，常用的宗旨即是增大压强或者裁减温度。

为什么高压环境会让物资出现超导性能呢？

这是因为高压环境减小了材料体积，同期增大了电子浓度，使材料发生了结构相变。在高压下，气体不错压缩成液体，液体进一步压缩成固体，固体再被压缩就可能升沉为金属。

科学界觉得这种新相的形成，极大增强了超导的某种互相作用，比如在表面上，氢元素在充足高的压力下，就会变成金属氢。因为氢原子核实质上就一个质子，一朝变成金属，原子热振动的能量口角常强大的，足以让电子、声子耦合下，形成高临界温度的超导体，以致是室温超导体，是以金属氢一直是超导计划者们的空想材料之一。

然则要完毕金属氢的压力也口角常强大的，领先预言需要100GPa，也即是一百万个大气压香港六合彩娱乐城，自后觉得需要400 GPa以上。

2017年，好意思国哈佛大学在495 GPa的环境下得到了成为金属性反光的金属氢。苦楚的是，他们在实验中出现了操作误差，让压着金属氢的金刚石对顶砧碎掉了，好干涉易得到的金属氢因此隐匿得九霄，而于今东说念主们仍难以调换实验条目来取得如斯高压下的金属氢。

从1913年昂尼斯发现超导恬逸直到今天只须110年，然则通过超导计划平直取得诺贝尔奖的科学家也曾有10位，足以看出超导对于统统科学界乃至全东说念主类的进军性。

但也正因为如斯，以致有东说念主不吝用作秀的模式，来期骗超导的计划来给我方增多荣誉。

比如在2020年，好意思国罗彻斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯在泰斗期刊《天然》上发表了一项我方的计划后果，堪称我方的团队合成了一种含碳、硫、氢的化合物，并在288K的温度环境中施展出了超导性能。

288k即是15℃，这也曾是常温环境了，正本是一个畏惧科学界的发现，然则很快这项计划就受到了行业内盛大巨匠的质疑，因为证据迪亚斯的实验数据需要在10千帕，大致1万倍大气压的环境下智力完毕该项计划，这样尖刻的条目让莫得个任何一个团队不错重现这个后果。

随后东说念主们以致还发现，兰加·迪亚斯本东说念主屡次出现学术上的作秀活动，鉴于这些情况，《天然》期刊也在2022年撤下了兰加·迪亚斯的论文。

4、LK-99

固然兰加·迪亚斯所谓的发现是一个作秀事件，然则这却涓滴莫得影响统统科学界对超导的计划。

在本年的7月22日，韩国量子能源计划中心、高丽大学的李石培、金智勋计划团队，在预印本网站arXiv平台上发表了两篇论文，秘书他们生效合成出了一种名为LK-99的材料，而这种材料在常压400 K的环境中施展出了超导体的特质。

400K即是127°C，也即是说只须在127°C以下，这种材料就将不错看成超导体来看待，这样的一个计划后果让统统科学界蓦然炸锅。

固然arXiv仅仅一个交流平台，并非严格的学术机构，然则韩国团队上传的贵寓信息非常全面，包括多样实验数据，视频，以及LK-99的合成制作要领，况且合成要领非常粗浅。

具体的操作尺度是先把氧化铅和硫酸铅粉末按照1:1的比例混杂，在725°C环境中加热24小时，生成碱式硫酸铅。

然后把铜粉末和磷粉末通盘加在密封管中，在10的负三次方托的真空度下混杂，用550°C加热48小时得到磷化亚铜。

终末把也曾得到的碱式硫酸铅和磷化亚铜晶体研磨成粉末，按照摩尔比1:1的比例混杂，一样置于真空度为10的负三次方托的密封管中，加热至925°C，保执温度10小时，这样就不错合成出一种改性铅磷灰石晶体，也即是掺杂了铜的铅磷灰石，这即是实验的最终制品LK-99。

之是以取名叫LK-99，是取自觉现者李石培、金智勋的解说名字首字母L、K，以及初度发现它的年份1999年。

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因为LK-99制作的要领粗浅，实在在职何一个大学的实验室齐不错完毕，于是各大计划机构、高校运行尝试制作，很快就生效合成出了实验样品并对它们进行了检测。

本案所涉协议管辖属于无效。因此，即使劳动合同中有这样的约定，王娟娟仍然有权向公司所在地或劳动合同履行地法院提起诉讼。

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检测的神气即是超导材料的两个特质：零电阻和完全抗磁性。

比如华中科技大学的团队就也曾在实验中，不雅测到LK-99晶体的磁悬浮角度，非常于考证了它具有迈纳斯效应，也即是抗磁性，然则至于“零电阻”恬逸，当前还莫得不雅测到。

北京航空航天大学计划团队对合成的LK-99检测之后，发现它的室温电阻不为零，也莫得不雅察到它发生磁悬浮，施展出的施展出特征雷同半导体，而非超导体，因此对于LK-99是否存在超导性能仍尚未盖棺定论。

鉴于LK-99的影响越来越大，韩国超导协会也对李石培、金智勋计划团队提议要求，让他们提供样品来进行审核。

固然韩国计划团队高兴会提供样品，然则却莫得给出具体的时刻，只说在半年之内，鉴于以上各样，韩国超导协会暗示，并不支柱将LK-99现在就称为“常温常压超导体”。

是以究竟什么情况，咱们照旧需要连续不雅察跟进。

5、超导应用

咱们也曾知说念了，所谓的超导体即是在某一种情况下，唐突超等导电的这样一种物资，超比及完全莫得电阻时，那么无论何等远的运载、何等复杂的使用环境，它的电损耗齐是零。

在咱们今天的活命中，用到的电齐是从发电厂来的，是以发电厂和用电者之间的距离就显得非常进军，最常见的导线材料是铜就也曾有着非常惊东说念主的导电率了。然则要是有了超导体之后，无论距离何等远方，电阻齐是零，电损耗亦然零，是以就不错在最稳妥的地方开垦发电厂，以致连风能、太阳能这些清洁能源齐不错更好的期骗。

而除了电力运载以外，超导一样也不错被应用在电力的存储上头，比如咱们日常活命顶用到的无论是家用电器、新能源汽车、乃至手机、电脑，他们用到的电板齐带有损耗。

要是不错用超导体制成电板，那么电力将会被长久保执，无论使用多久齐不会被隐匿，不错完全期骗，电力能源就此不错碎裂时刻、空间的枷锁，重组出一整套的完整新系统，让东说念主类娴雅在日常的活命中完成一个质的飞跃。

天然了，这样一来那些依靠当前电力产业链收成的东说念主，无论是坐蓐煤炭的、作念电线的、造发电厂的，他们将会濒临统统行业的雠校，以致会有许多东说念主因此失去责任。

然则这即是东说念主类娴雅进化的地点，因为电力损耗减少，那么轻侮就会减少，因此超导体亦然统统电力系统最空想的东西，要是领有了它，那么统统电力系统就完满了。

除了电力系统，常温常压超导体还不错被用在磁悬浮列车之上，这即是期骗了它的抗磁性，当前咱们熟知的高铁，北京到上海最快的速率是350千米每小时，需要快要6个小时。

超导磁悬浮列车到底有多快呢？科学家有一个很斗胆的想法，要是把这个磁悬浮的轨说念放在真空管说念里面去，这个时候莫得空气阻力，速率至少能达到3000千米每小时以上，从北京到上海只须半个小时。

这是一种什么速率？比音速的1200千米每小时快了2倍多。

除此以外，超导体还不错用于规划机芯片领域，因为咱们当前的电脑芯片在在运作时会产生大齐热量，因此在设计的时候需要计划到散热功能。然则要是不错用超导体来制作芯片，超导体在使用时完全不产生热量，那么就不错神圣设计芯片的结构和大小，这样无论是算力照旧造型上，齐将碎裂咱们当前物理天下对规划机的一些收尾。

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除了咱们上头提到的这几个应用场景，室温超导材料还可用应用的领域包括可控核聚变、核磁共振，以及被称为是下一个纪元的量子规划时期。

尾声

在东说念主类娴雅发展的历史上，资格了数次的工业改革：从18世纪60年代开启的蒸汽时期、到19世纪后半期的电气时期。再到20世纪70年代以来，以原子能、电子规划机生物工程等发明和应用为主要象征的科技时期。

东说念主类每一次资格过新的改革之后，齐会极地面普及全社会的坐蓐遵循，最终完毕了从传统农业社会转向当代工业社会的转机，使统统东说念主类娴雅状貌发生了六合恒久的变化。

咱们现在则是处于第四次工业改革，它涵盖了东说念主工智能、物联网、大数据、自动化、生物本领等多个领域，强调数字本领和物理本领的交融。因此也被称为\"数字改革\"或\"智能改革\"。

而对于超导材料的计划与开发，毫无疑问是第四次工业改革的进军课题，要是室温超导本领成为践诺，咱们的将来将会碎裂现在通盘的理解。

设想一下：咱们在在家中不错睡在一张漂泊在空中的床上，活命顶用到的通盘电子居品，不再需要充电，当咱们走出房间，看到的是漫天漂泊的城市、汽车，而这一切的能源着手，全部是清洁的风能、太阳能，以致是由原料充足、性能优异、安全可靠的可控核聚变产生。这将会是一幅何等精巧的活命画面。

固然这些看起来离咱们很远，因为无论是LK-99，照旧别的室温超导本领，当前还处于计划和开发阶段，然则我笃信所计划于超导的设计画面，将来齐将完毕，因为这是东说念主类娴雅进化的势必驱散。

心中有念，指尖有温，我是墨代王朝，咱们本期的节目就到这里，感谢全球的不雅看，让咱们下期再会。

（全文完，谢谢不雅看，图片来自齐集）公众号：墨代王朝