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      若室溫超導實現(xiàn)世界會發(fā)生啥改變 什么是室溫超導

      連日來,“室溫超導”頻上熱搜。

      超導體與普通導電材料不同, 具備“零電阻”和“完全抗磁性”兩個特性。

      其中,“零電阻”是指電阻為0,當電流通過它,無論超導材料有多長,都不會在超導材料內發(fā)生任何損耗,應用潛力非??捎^。

      若室溫超導實現(xiàn)世界會發(fā)生啥改變 什么是室溫超導

      “完全抗磁性”是指,將超導體置于磁場之中,磁力線卻無法穿過超導體,超導體內部磁場依然為零——這是物理學中著名的“邁斯納效應”。

      從1911年人類歷史上第一次發(fā)現(xiàn)超導體,這百余年間人們不斷發(fā)現(xiàn)新的超導材料,但實現(xiàn)的條件一直都極端苛刻:低溫和高壓,也就是攝氏零下100度低溫,以及高于大氣壓力10萬倍的極端高壓,這也意味著實現(xiàn)超導的環(huán)境成本非常高。

      所以,大神們一直想打破這個“結界”,常溫常壓下實現(xiàn)超導,這將讓我們的生活發(fā)生翻天覆地的變化。

      首先,常溫超導將帶來能源革命。原本電力的傳輸會產生消耗,且隨著距離的增加,消耗會越大。目前,電力運輸耗損一般為6%-7%,遠距離輸電則耗損更大。而常溫超導零電阻的特性,或將實現(xiàn)超長距離無損耗輸電,產能和利用效率將會大大提升。

      無耗損的電力傳輸和高效的能源存儲將對普通百姓生活產生很大影響,比如降低電費,新能源汽車實現(xiàn)充電5分鐘行駛2000公里,磁懸浮列車或成為日常,未來將直接改變人們的交通方式。

      此外,更可能影響國際格局。畢竟,現(xiàn)在國際政治博弈中其實主要有兩大重點:第一,能源;第二,能源的運輸。如果超導能夠較小成本地解決能源無損運輸,甚至可以考慮在撒哈拉沙漠這種無人區(qū),全都鋪上太陽能板,然后把電再無損地送到全球各地,沖突和博弈的格局必將發(fā)生變化。

      其次,常溫超導促進工業(yè)科技的升級換代。例如,為制造運行速度更快的計算機、超靈敏傳感器等奠定基礎。目前,計算器與消費電子的技術與材料創(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 特性將會顛覆既有的產品設計與材料、技術,如:不再需要散熱系統(tǒng)、光纖/高端CCL(銅箔基板)被取代、先進制程門檻降低等,讓即便是小如iPhone的移動裝置,都能擁有與量子計算機匹敵的運算能力,能量利用的效率直接上天了??梢哉f,算力的瓶頸將被突破,人工智能和數(shù)字技術將迎來爆發(fā)式發(fā)展。

      世界上還有很多東西需要用到磁。比如核磁共振儀,也就是MRI。MRI需要用到超導磁鐵。而目前的技術下,超導磁鐵需要保持很低的溫度,需要消耗大量液氮來冷卻,這也是核磁共振檢查費用比較高的其中一個原因。如果超導實現(xiàn)了,核磁技術也將迎來變化。

      在半導體產業(yè)鏈,超導現(xiàn)象的應用落地也將是一大福音。因為目前半導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,預計2025年臺積電用電量將占中國臺灣整體的12%,若超導體的技術可行,將大大降低晶圓廠的能源消耗。

      再者,超導將推進可控核聚變的研究。目前,可控核聚變還很難實現(xiàn),科學家研究的方向,主要就是在核聚變的周圍,用巨大的磁場,約束住爆炸產生的各種高能粒子,然后緩慢釋放,這樣就能做到加以利用。我國在合肥建設的全球首個全超導托卡馬克東方超環(huán)(EAST)裝置就是利用這樣的原理,但裝置外面的超導體卻需要維持在零下200度等極端條件,這讓相關裝置成本極高。如果常溫超導成功了,必將非常有效地推動可控核聚變的發(fā)展。

      所以,在韓國團隊宣布首次實現(xiàn)“室溫超導”后,自然引起了全球關注。不過,目前該團隊表示已撤回論文,稱研究團隊并未準備好發(fā)表論文,只是團隊中的一名成員在未征得其他作者同意的情況下,就擅自發(fā)布了論文。

      雖然韓國團隊撤回論文,但根據(jù)他們此前發(fā)表論文進行復現(xiàn)實驗的科研團隊及個人卻層出不窮。截至目前,已有相關團隊表示“復現(xiàn)”或者理論上了證實了韓國團隊的成果。

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