LK-99超导体是什么？人们都在谈论它如何改变世界，但专家表示我们还有很长的路要走
什么是LK-99超导体？人们讨论其改变世界的潜力，但专家认为我们还有很长的路要走
- 韩国科学家声称制造出一种名为LK-99的超导体，可在室温下工作。
- 专家们对此表示怀疑，但如果这样的材料存在，它可以提升能源生产和储存。
- 它还可以改善汽车和消费电子产品（如手机）中使用的芯片。
与其它可能的情况相比，电力效率并不高。但是如果电力沿着超导体传输，几乎不会损失能量。
然而，目前的超导体只能在昂贵的特殊环境下运行，如果我们能够改变这种情况会怎样呢？
这就是LK-99的前提，这是韩国科学家称他们发明的一种可能的超导体材料，在过去一周左右的时间里，该材料一直在主流媒体和社交媒体上占据头条。
韩国科学家在两篇尚未经同行评审的预印本论文中描述了LK-99材料是由铅、氧和磷组成的化合物，他们讨论了如何用铜掺杂这种材料，他们推测这可能会扭曲铅原子链，从而创建超导性发生的通道，据《科学》杂志报道。
然而，许多专家对这种材料是否确实如科学家所称表示怀疑。因此，只有其他人能够复制其结果，才能确定LK-99是否真的是一项突破。
为了达到这个目标，一些专家正在尝试，但是多年来，这个圣杯一直难倒了科学家们，所以前景仍然遥远，专家告诉《Insider》。
为什么室温超导体如此难以捉摸
“圣杯就是要找到一种在室温下具有超导性的物质，”罗德岛大学物理系主任伦纳德·卡恩说。
问题在于，目前科学家们只能试图更换材料来提高临界温度，这种做法目前还是猜测的。例如，钽和汞等元素都具有超导能力，但它们必须在摄氏-450度左右冷却。有些化合物在较高温度下就能实现超导，并且可以通过液氮冷却到摄氏-320度左右。
然而，其他材料在较高温度下也能实现超导，“但是你需要将它们放在如此高的压力下，以至于对任何应用都不实用，”卡恩说。
LK-99并不是第一个类似的声明。过去也有类似的尝试，但似乎并没有取得成功。《自然》杂志于2020年发表的一篇文章就是关于这个问题的，但后来被撤回了。
最终，要实现室温超导体，需要“突破对超导性背后基本原理的理解、发明新材料或发现提高临界温度的新方法”，伦斯勒理工学院材料科学与工程副教授埃德温·福通在给《Insider》的邮件中表示。
如今超导体的使用场景和方式
“我们并不是没有超导体，但我们只能在极高的压力和极低的温度下使其工作，”佛罗里达大学工业与系统工程系副教授埃利夫·阿克恰利说。
“当情况是这样时，你需要投入大量能量来使其工作，”阿克恰利说。“对我来说，从商业角度来看，它正在失去其价值。”
超导体会排斥磁场，并且是反磁性的，这种现象被称为迈斯纳效应。“如果你把一个磁铁靠近它，它们会反对磁铁，因此磁铁实际上会浮在它们上面，”卡恩说。
目前，MRI机器、量子计算机和磁悬浮列车都使用超导性。冷却MRI磁体需要大约2000升液体氦，这既昂贵又供应短缺。
但是，如果研究人员能够找到一种室温超导体，它将对能源、交通和许多其他行业产生巨大影响。以发电站为例：
“如果你用超导线而不是现在使用的普通导线，相当于多了5%到10%的发电站，并且不会再向大气中排放更多碳。”卡恩表示，“这将带来巨大的机会，但我们还没有达到那个阶段。”
超导体的任何革命性应用仍需要时间
专家表示，我们离超导体的革命性应用还有一段时间。至少，多个实验室首先需要重复和验证实验，确保类似LK-99的材料确实有效。
而且，即使有一种可行的材料，公司也需要改变生产方式。
以芯片为例。目前还存在一个问题，即这种类型的超导体材料是否能够成功地融入芯片制造过程，既能够经济可行，又不会过于繁重，圣母大学计算机科学与工程助理教授Siddharth Joshi表示。
“目前，我们设计芯片时并不假设可以在上面使用超导体。”Joshi说。
“在芯片设计中使用超导体可能会导致有趣的设计，但首先这项技术需要足够成熟才能在芯片上使用。”他说。
但是，如果确实有效，这意味着我们可以生产出需要更少能量才能运行的芯片，这意味着它们可以做更多的事情并占用更少的空间。佛罗里达大学电气与计算机工程学教授Navid Asadi表示。
低能耗芯片还可以帮助机器做更多的事情。对于电动和自动驾驶等新技术，这意味着帮助它们更好地解决驾驶过程中遇到的问题，Asadi说。
“我应该让车保持在车道之间吗？我会超过这辆车吗？我应该刹车吗？我应该调整速度吗？所有这些都是芯片上不断做出的决策，它们需要能量。”他说。“因此，低功耗芯片是芯片设计的一个主要领域。”
超导体可以使芯片更快速、更高效，这也意味着它们可以支持大量计算能力和能源，以维持包括生成式人工智能在内的其他人工智能工作，亚利桑那州立大学商学院供应链专家和教授Dale Rogers表示。
“如果这种超导体突破是真实的，它确实可以在人工智能方面实现巨大的进展和处理能力。”他说。
