室温超导可能是第四次工业革命的引擎

        超导体就像是一条特殊的“电线”。通常，当电流通过电线时，电线会有一些阻力，这就像是你在水中游泳时，水的阻力会让你感到困难。这种阻力会使电线发热，就像握紧拳头会让你的手发热一样。这就是为什么充电器或者电线在使用一段时间后会变热。这种发热其实是电能的一部分浪费掉了。

 

但是，如果电线是超导体，那么电流就可以在没有任何阻力的情况下流动，就像在太空中移动一样轻松。这就意味着电能可以完全被利用，不会有任何浪费。这就是超导体的魔力。

 

现在，我们已经知道有一些物质在非常冷的环境下可以变成超导体。问题是，我们的日常生活环境并不冷，所以我们需要找到一种在常温下就可以表现出超导性的物质，这就是所谓的室温超导体。

 

如果我们能找到这样的物质，那么我们就可以制造出无损耗的电线，这将大大提高电能的利用效率。此外，超导体还可以用于制造更快的计算机、更好的存储设备和更敏感的传感器。这就是为什么人们认为室温超导体是下一次工业革命的钥匙。

 

让我尝试以更简单的方式解释一下室温超导体可能的应用和它们为什么重要。

 

能源：想象一下你在家里用电，电是从发电厂通过电线传输过来的。但是在这个过程中，因为电线的阻力，会有一部分电能变成了热能，就像你摩擦手掌会产生热一样。这就是为什么电线会发热，而且这部分电就浪费了。但是如果电线是室温超导体，那么电就可以不受阻力地流动，就像在滑冰场上滑冰一样顺滑，这样就不会有电能浪费了。

 

计算机：你知道计算机是怎么工作的吗？它其实是通过电流在电路中流动来进行计算的。但是，因为电路的阻力，计算过程中会有一部分电能变成热能，这就限制了计算机的速度。如果我们用超导体做电路，那么电流就可以无阻力地流动，计算机的速度就会大大提高。

 

存储设备：你知道USB闪存盘是怎么存储数据的吗？它其实是通过电流在电路中流动来存储数据的。但是，因为电路的阻力，存储过程中会有一部分电能变成热能，这就限制了存储设备的容量。如果我们用超导体做电路，那么电流就可以无阻力地流动，存储设备的容量就会大大提高。

 

传感器：超导体可以用来制造非常敏感的传感器，就像我们的五官一样敏感。这些传感器可以用来探测各种微小的信号，比如地震的震动，或者病毒的存在。

 

磁悬浮列车：超导体除了电阻为零之外，还有一个特性就是"完全抗磁"，也就是说，超导体会排斥磁场。如果你把一个磁铁放在一个超导体上，磁铁会被推开，就像两个同极的磁铁会互相排斥一样。这就是我们说的"梅森效应"。如果我们用超导体制造磁浮列车，那么列车就可以在磁场的作用下悬浮在轨道上，而且因为超导体的电阻为零，磁场可以非常稳定，这将使磁浮列车的运行更加平稳和安全。

 

室温超导体是在0°C（273K；32°F）以上的操作温度下能够表现出超导性的材料，也就是说，这些温度可以在日常环境中轻易达到并保持。到2020年为止，声称具有最高超导温度的材料是极度压缩的含碳硫化氢，其临界转变温度在267 GPa的压力下为+15°C。

 

尽管研究人员曾经怀疑室温超导性是否真的可以实现，但超导性已经在之前被认为是不可能或意料之外的温度下被反复发现。自1950年代初以来，就有关于"接近室温"的瞬态效应的报告。找到一个室温超导体"将具有巨大的技术重要性，例如，帮助解决世界的能源问题，提供更快的计算机，允许新型的存储设备，以及使传感器超敏感，等等"。

 

自发现高温超导体以来，已经有几种材料被报道为室温超导体，尽管大多数这些报告还未得到确认。

 

在2020年10月，报道了在非常高压（267 GPa）下的含碳硫化氢材料中存在288K（15°C）的室温超导性，通过绿色激光触发结晶。然而，这篇论文在2022年被撤回，因为对作者使用的统计方法产生了疑问。

 

在2023年3月，报道了在262K和187 GPa的压力下，一种层状钇-钯-氢材料中存在室温超导性。钯可能在材料中充当氢迁移催化剂。

 

在2023年7月23日，来自量子能源研究中心和韩国科学技术研究院（KIST）的韩国团队在arXiv预印本服务器上发布了一篇名为"The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor"的论文，描述了他们称之为LK-99的新型RTSC。然而，多位专家对此表示怀疑。

 

这个研究团队声称，当用铜进行掺杂后，由常见元素铅、氧和磷组成的材料在常压和至少高达400 K的温度下超导，这个温度高于水的沸点。他们提供的数据显示，这种材料不仅零阻抗，而且似乎排斥磁场，这是超导性的关键标志。

 

然而，对此存在一些怀疑。首先，未掺杂的材料，铅磷酸盐，不是金属，而是一种非导电矿物，这对制造超导体来说是一个不乐观的起点。此外，铅和铜原子具有类似的电子结构，所以用铜原子替换一些铅原子不应该大大影响材料的电性，这也让人怀疑。此外，铅原子非常重，这应该会抑制振动，使电子配对更困难。

 

这个争议的关键问题是，是否有其他人能够复制这些观察结果。