導(dǎo)讀:若室溫超導(dǎo)實現(xiàn)世界會發(fā)生啥改變 原因揭秘直接讓人傻眼了。韓國研究團隊近期發(fā)表的常溫常壓超導(dǎo)體“LK-99”研究成果,近日引爆全球,其影響力甚至超越學(xué)術(shù)界,成為不少網(wǎng)友討論的話題。
在過去,要實現(xiàn)材料的超導(dǎo)性,僅是環(huán)境維持成本就非常高,所以這次“LK-99”材料的常溫常壓超導(dǎo)性才會如此引發(fā)關(guān)注。
現(xiàn)實生活中普遍存在的普通導(dǎo)體,如銅、鐵等金屬材料,當(dāng)電流通過時,由于電阻的存在,電子會在穿行的過程中與原子碰撞。這時候,電子會損失一些能量,導(dǎo)體也會產(chǎn)生熱量,若熱量過大將造成導(dǎo)體或組成的電路損壞,這一特點制約了電子產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。
不過,目前已知的所有超導(dǎo)體都必須在攝氏零下100度低溫,以及高于大氣壓力10萬倍的極端高壓下才能體現(xiàn)超導(dǎo)性。這些限制使得維持超導(dǎo)特性非常昂貴,大量應(yīng)用也顯得不符合實用性。
如果能實現(xiàn)室溫超導(dǎo),就可以幫助解決世界性的能源問題,并為制造運行速度更快的計算機、超靈敏傳感器等奠定基礎(chǔ),具有重大的產(chǎn)業(yè)和科學(xué)價值,例如制造用于無線電通信的頻率濾波器,或者進一步讓粒子加速器中的帶電粒子加速,用來探索宇宙奧秘等。
對于“LK-99”,知名蘋果供應(yīng)鏈分析師郭明錤評價稱,常溫常壓超導(dǎo)體商業(yè)化的時程并沒有任何能見度,但未來若能夠順利商業(yè)化,將對計算機與消費電子領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計有顛覆性的影響。計算器與消費電子的技術(shù)與材料創(chuàng)新,都是為了要實現(xiàn)高速計算、高頻高速傳輸、小型化等要求,而超導(dǎo) (電阻消失) 特性將會顛覆既有的產(chǎn)品設(shè)計與材料/技術(shù)采用,如:不再需要散熱系統(tǒng)、光纖/高端CCL(銅箔基板)被取代、先進制程門坎降低等,讓即便是小如iPhone的行動裝置,都能擁有與量子計算機匹敵的運算能力。
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,超導(dǎo)現(xiàn)象的應(yīng)用落地也將是一大福音。因為目前半導(dǎo)體制程需要大量能量,如臺積電、三星的先進晶圓制程需要消耗電力,預(yù)計2025年臺積電用電量將占中國臺灣整體的12%,若超導(dǎo)體的技術(shù)可行,將大大降低晶圓廠能源消耗。
值得一提的是,過去20年里陸續(xù)有研究團隊聲稱發(fā)現(xiàn)了可以實現(xiàn)近室溫超導(dǎo)的材料,但大多數(shù)實驗均無法復(fù)制,很難經(jīng)得起后續(xù)的各種考驗。在2020年10月的《自然》雜志封面上,曾刊登美國羅切斯特大學(xué)物理系助理教授蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)的研究團隊,創(chuàng)造出一種碳質(zhì)硫氫化合物固體分子,這種材料在約15攝氏度和約267Gpa的壓強下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。然而隨后蘭加·迪亞斯因為疑似竄改數(shù)據(jù),被撤回該研究論文。