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美国罗切斯特大学室温常压超导体何时“接地气”100多年

编辑:佚名      来源:财经新闻网      超导体   接地系统   科学   科普

2023-07-29 03:59:21 

财经新闻网消息:KW9财经新闻网

对于美国罗切斯特大学Ranga Dias团队的室温超导研究的质疑尚未消散。 来自韩国量子能源研究中心(Q-)、高丽大学等团队的研究人员再次投下了“尚未经过同行评审”的重磅。 研究团队宣布成功合成了世界上第一个常温常压超导体,即在常压条件下,改性铅磷灰石(命名为LK-99)可以在127(Tc≥400k)时表现出超导体。KW9财经新闻网

鉴于室温超导研究的挑战和重要性,这样的“重磅炸弹”每次都会引起广泛的关注和讨论。 研究团队自己对这项研究的评价是,“我们相信我们的新进展将是一个新的历史事件,为人类开启一个新时代。” 不过,就像之前迪亚斯团队的研究一样,韩国团队的研究也将经受“时间的考验”。KW9财经新闻网

更让事件扑朔迷离的是,上述新研究实际上与两篇论文有关。 从时间线来看,第一篇论文于7月22日7点51分提交,第二篇论文于7月22日10点11分提交。两篇提交的论文相差不到2.5小时,均发表在预印本系统中arXiv,尚未经过同行评审。KW9财经新闻网

两篇文章的作者人数不同,但有两处重叠。 就论文本身的内容而言,第二部分更为详细。 上述第二篇论文的作者之一、美国威廉玛丽学院物理学教授 Hyun-Tak Kim 在接受采访时直接表示,第一篇论文存在“很多缺陷”,并且未经他的许可而发表。 已上传。KW9财经新闻网

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百年来,超导何时才能“接地气”KW9财经新闻网

100多年前,荷兰物理学家翁内斯为人类打开了超导之门。 1911年,Onnes在研究中发现,当温度降至4.2K以下时,金属汞(Hg)的电阻突然降至零,而这并不是任何实验错误造成的。KW9财经新闻网

从此,汞成为科学家发现的第一个超导体,其超导Tc为4.2K。 所谓超导Tc就是超导转变温度,即超导体从常态转变为超导态的温度。KW9财经新闻网

一般来说,零电阻是超导体的基本特性之一,另一个重要的基本特性是迈斯纳效应。 在翁内斯做出上述发现20多年后,迈斯纳在研究和测量中发现,当材料处于超导状态时,其内部磁场为零,表现出完全的抗磁性,这也被称为迈斯纳效应。KW9财经新闻网

超导性的发现被认为是 20 世纪最伟大的发明之一。 然而,到目前为止,超导体的实际应用基本上仅限于磁悬浮等少数特定场景。 韩国研究团队还提到,自从翁内斯发现超导以来,科学家们一直在寻找室温超导体。KW9财经新闻网

原因并不难理解。 保持材料超导性的极低超导Tc是大规模应用发展的巨大障碍。KW9财经新闻网

科学家们在这条改进突破的道路上取得了一些重大成功。 20世纪80年代,铜基超导体的发现,使超导Tc达到40K以上; 进入21世纪后,日本、中国等科学家在铁基超导体上进一步提高了超导Tc。KW9财经新闻网

韩国团队还在论文中引用了迪亚斯团队备受争议的研究。 他们提出的超导体由氢、氮、镥三种元素组成。 实现294K左右的室温超导性(21)。KW9财经新闻网

国际高温超导研究领域的先驱、著名物理学家朱敬武今年3月接受媒体采访时表示,过去我们认为液氮温度在100℃时就可以应用。 77K(-196度)以上,但是在材料准备的时候发现有困难,而且成本太贵。 后来克服了温度,使温度达到室温后,发现必须施加非常高的压力,这又造成了问题。KW9财经新闻网

可以说,近100年来,超导领域始终走在不断探索的路上。 一条路径指向超导Tc,使其无限接近室温,便于实际应用; 另一条路是不断深入地挖掘超导背后的机制。KW9财经新闻网

韩版常温常压超导,真正的突破还是《狼来了》KW9财经新闻网

与迪亚斯团队3个多月前的成绩相比,韩国团队的超导“更加不可思议”。 不仅温度问题解决了,他们的LK-99甚至不需要“高压助手”。 127的Tc不仅在数值上高于之前的研究,更重要的是,这意味着其适用的温度范围得到了极大的扩展。KW9财经新闻网

如何获得LK-99? 上面提到的更详细的第二篇论文显示,研究团队采用固相法,以氧化铅(PbO)、硫酸铅(PbSO4)、铜(Cu)和铅(P)为原料合成了LK-99。KW9财经新闻网

目前业界普遍认为LK-99的制备过程似乎相当简单。 样品合成过程具体包括三步:第一步,将氧化铅和硫酸铅粉末按照各50%的比例在陶瓷坩埚中均匀混合,将混合粉末在725炉中加热24小时,得到样品。发生化学反应。 第二步,将铜粉和铅粉按比例在坩埚中混合,合成磷化亚铜,并将混合粉置于相应的真空密封状态,然后放入炉中,在550℃下加热48小时。 在此过程中,混合材料经历相变,形成磷化亚铜晶体。 第三步,将上述两步得到的物质研磨成粉末,在坩埚中混合,然后将混合粉末真空密封,在925炉中加热5~20小时。KW9财经新闻网

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