新型超導材料“LK-99”：爲超導體時代做好準備吧！

想要一個會飛的滑板？你自己的家庭核聚變反應堆？可以在網上買到的可穿戴式核磁共振掃描儀？如果真的發現了常溫常壓超導材料，以上這些都將只是技術上的冰山一角。

最近，韓國高麗大學的一個研究小組宣稱已經開發出一種名爲“LK-99”的新型超導材料，這種材料在室溫和常壓下都能保持其性能，這條新聞在互聯網上引起了熱議。

上圖是 LK-99 的顆粒，據稱是有史以來第一個室溫、環境壓力的超導體。

由於過去曾有過關於這類發現的虛假報道，這一宣佈遭到了廣泛的懷疑，迄今爲止，還沒有人能夠以可驗證的方式複製這項研究。話雖如此，如果這是真的呢？這樣的材料會有什麼影響？事實證明，我們正在談論的是一場根本性的技術革命，其規模相當於晶體管或發電機的發明。

什麼是超導體？

超導體是一種具有特殊性質的材料。當達到適當的條件時，材料中的所有電阻突然消失，併產生磁場。這意味着，它可以以令人難以置信的效率攜帶電流，並且幾乎不會因發熱而損失能量。而且，它還能產生強大的磁場。

超導體的實際應用幾十年前就已爲人所知，但由於大多數超導材料必須用液氦冷卻到接近絕對零度，因此，這些應用一直受到阻礙。不用說，維持這些低溫需要很多非常複雜、昂貴、笨重和難以管理的機制。

這就是爲什麼使用超導磁體的核磁共振掃描儀會如此龐大的原因，也導致了核磁共振掃描的費用居高不下。

這也是爲什麼實驗性聚變反應堆如此巨大，以及爲什麼試點項目被放棄的原因，比如2021年聯邦愛迪生公司在芝加哥北部使用超導體作爲電力線，儘管它們顯示出了幾個數量級的改進。

即使是在液氮溫度下工作的更先進的超導體也是如此。至於爲數不多的室溫超導體，它們只有在167萬大氣壓的壓力下才會超導。幾乎不實用。

但是，LK-99呢？如果它真的是一種室溫、常壓超導體，那麼它將解放這項技術，並使其在許多令人難以置信的應用中真正具有實用性。

儲能、聚變、浮動建築和下一次計算革命。

最明顯的是，它將徹底改變發電和輸電。零電阻電力線傳輸的電流是銅線的200倍，而且沒有發熱或損耗，傳輸距離更遠，成本更低。

除此之外，如果超導體被做成一個環路，並且一個電荷通過它，那麼這個電荷將在環路中無限地流動而不會損失。這意味着，你可以使用超導體儲存能量以備以後使用，這對太陽能和風能行業來說將是一個福音，因爲當風不吹，太陽不發光時，太陽能和風能行業的間歇性能源需要一種實用而經濟的方式來儲存能量。這也意味着電池更輕、充電更快、能量密度更高。

這種超導體產生的磁場有可能使聚變反應堆收縮幾個數量級。你可能買不到爲你的車供電或爲你的家照明的，但它們足夠小，足夠便宜，可以很普通，甚至可以攜帶。更重要的是，隨着人類享受清潔、無限的能源，能源短缺和對碳排放的擔憂將成爲過去。

同時，超導體將把磁懸浮帶到一個全新的高度。磁懸浮列車將變得更快、更高效、建造成本更低、更普遍。這項技術還會逐漸普及，直到我們看到有軌電車漂浮在路上，甚至可能是汽車或懸浮板 —— 甚至是那些可以使用這種懸浮技術來維護和積極支撐結構的建築，而不需要額外的電力。

然後是推進系統。有了更輕、更強大的電池和更高效、更強大的電動機，全電動飛機和其他空中交通工具可以更大、更快、更遠。你甚至可以看到有磁流體動力射流的船隻，它們以快速而無聲的方式推進。

計算機也有可能被改造得面目全非。CPU可以在不需要冷卻系統或電流泄漏的情況下建造，使它們更快、更高效。除此之外，量子計算機還可以自成體系，因爲量子比特（相當於晶體管的量子計算）不需要低溫支持系統。大量的量子位可以安裝在一起，並通過超快的數字連接進行連接。量子計算機可以從實驗室一躍而出，成爲21世紀的個人電腦。

超導體可以使傳感器系統和低溫版本一樣靈敏，甚至在量子水平上也是如此，但可能要小得多。想象一下，核磁共振掃描儀和類似的設備可以被病人佩戴，或者像手機攝像頭一樣易用的尖端成像系統。或者像詹姆斯·韋伯一樣靈敏的太空望遠鏡，但尺寸只有它的一小部分，並且能夠大量生產。

夢想各種可能性

然而，最具革命性的應用將是那些還沒有想象到的。回想一下，直到20世紀80年代，計算機都是如此龐大、昂貴、難以使用，以至於你需要一個布爾邏輯博士才能預約一臺計算機的時間。這意味着，即使是頂尖的計算機科學家，對機器的實際操作經驗也很少，也對它們做了什麼或可以做什麼幾乎沒有真正的瞭解。結果，他們同時高估了計算機，同時又低估了它們。

然後是硅芯片和電腦，就像我交稅時的銀行賬戶一樣縮水。計算機從實驗室進入辦公室，然後進入家庭。數以百萬計的人每天都在使用它們，並有機會簡單地玩一玩。很快，從軟件工程師到學生，每個人都明白計算機不是數字計算器，而是數據處理器，它們不是機械的神諭，而是非常有用的。與此同時，計算機從分立的機器演變爲組件，深入滲透到我們的技術和日常生活中。

在那之後，計算機革命爆發了，給我們帶來了越來越多的數字進步，包括互聯網、擁有比人類歷史上任何東西都多的知識的虛擬圖書館、聊天工具、智能手機、社交媒體和貓的表情包。

室溫超導體可能也是如此，因爲它們改變了我們的生活，成爲我們生活的一部分，以至於我們不再注意到它們。但是，我們仍然不知道 LK-99 是否有效，是否可以實際生產，或者它是否是一長串誘人的死衚衕中的最新產品。

儘管如此，做夢也無妨。

如果朋友們喜歡，敬請關注“知新了了”！