當超導(dǎo)體可以在常溫狀態(tài)下應(yīng)用,物理界炸開了鍋。
當超導(dǎo)體可以在常溫狀態(tài)下應(yīng)用,物理界炸開了鍋。
在當?shù)貢r間3月7日舉行的“靜態(tài)超導(dǎo)實驗”報告會議上,美國羅切斯特大學(xué)迪亞茲團隊發(fā)布了這個“重磅成果”。
據(jù)介紹,迪亞茲團隊此次發(fā)布的超導(dǎo)材料可以在室溫和相對較低的壓力下工作。該超導(dǎo)體由氫、氮和镥三種金屬元素材料混合、放置在“金剛石壓砧”裝置中加壓,在約21℃溫度下、以及1萬個標準大氣壓的壓力下進入超導(dǎo)狀態(tài),達到零電阻,而這遠低于此前所需要的數(shù)百萬個標準大氣壓。
同時,3月9日凌晨,《自然》雜志刊發(fā)了該研究成果,題目為《N 摻雜氫化镥中近環(huán)境超導(dǎo)性的證據(jù)》。時間戳顯示,這篇論文在2022年8月投出,今年1月18日被Nature接收。
消息一經(jīng)發(fā)出,立刻引發(fā)了全球熱議。國外社交媒體消息顯示,報告廳里人滿為患,門外也擠滿了大批沒能進場的物理學(xué)者,保安不斷地驅(qū)散人群以保障現(xiàn)場秩序。
諾獎級成果?
消息發(fā)出當日,超導(dǎo)概念板塊大幅高開,永鼎股份、百利電氣、法爾勝一字漲停,寶勝股份、西部超導(dǎo)、西部材料漲超5%,東方坦業(yè)、聯(lián)創(chuàng)光電、漢纜股份等跟漲。
各方的興奮是有道理的,因為這項研究成果一旦被證實是可復(fù)現(xiàn)的,那將是諾獎級別的革命性研究。
意味著未來在常規(guī)條件下,這種“超導(dǎo)體”有望應(yīng)用于醫(yī)療器械、電力傳輸、量子計算機、磁懸浮交通等諸多場景中,去年火爆的可控核聚變技術(shù)似乎也因為這個發(fā)現(xiàn)迎來了“曙光”。
筆者翻看資料發(fā)現(xiàn),要實現(xiàn)超導(dǎo),主要有溫度和高壓兩個方向。目前市面上使用的多是低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料,這里的高溫也只是相對的高溫,實際上還是需要,250K(大約為-23℃)以下的溫度。此次的常溫超導(dǎo)突破了溫度的上限,聲稱能在21°C下應(yīng)用,但仍屬于高壓范疇,不過已經(jīng)遠低于此前所要的數(shù)百萬個標準大氣壓。
因為低溫相對高壓來說可**作性和應(yīng)用范圍更廣,所以有學(xué)者認為這個發(fā)現(xiàn)對于凝聚態(tài)物理學(xué)的意義大于應(yīng)用層面。
對此,上海市高溫超導(dǎo)重點實驗室主任、上海大學(xué)教授蔡傳兵認為,這次迪亞斯展示出的研究成果有一定可靠性,但室溫超導(dǎo)所需的1GPa壓力仍屬于高壓范疇,距離實際應(yīng)用仍非常遙遠。
而簡單回顧下研究者的科研經(jīng)歷,一些問題開始浮出水面。
2020年,迪亞茲團隊在Nature發(fā)文,稱他們在260萬個大氣壓下,成功創(chuàng)造出了臨界溫度約為15℃的室溫超導(dǎo)材料。作為當月《自然》的封面文章,這個成果還被評為了2020年度十大科學(xué)突破之一。
但很快,就有學(xué)者稱沒有辦法復(fù)現(xiàn)成果,H指數(shù)(用于評估研究人員的學(xué)術(shù)產(chǎn)出數(shù)量與學(xué)術(shù)產(chǎn)出水平)發(fā)明者Jorge Hirsch等大量科學(xué)家直接質(zhì)疑Dias團隊用多項式曲線擬合數(shù)據(jù),是“一場科學(xué)**”。
于是,即使在論文的9名作者都反對的情況下,Nature還是在去年九月決定撤稿,理由是研究人員在數(shù)據(jù)處理方面存在違規(guī)行為,這削弱了編輯們對這些研究結(jié)果的信心。
僅僅半年之后,迪亞茲團隊又發(fā)布這一重磅消息,不得不讓業(yè)界心存疑慮,對這項成果持觀望態(tài)度。
不過面對多方質(zhì)疑,迪亞茲還是充滿信心,聲稱研究結(jié)果在羅徹斯特大學(xué)實驗室和其他實驗室重復(fù)過多次,并有第三方觀察和**的工作驗證,且已經(jīng)重新提交了 2020 年的論文供《自然》雜志再次審議。
同時他也認為,這種新的室溫超導(dǎo)材料將改變整個超導(dǎo)行業(yè),這將是一項重塑 21 世紀的革命性技術(shù)。
標的不多,但想象空間足夠大
自發(fā)現(xiàn)以來,學(xué)界一直沒有停止對于超導(dǎo)體這樣零電阻、完全抗磁性的優(yōu)良材料的追逐。隨著近些年來量子計算機、核聚變技術(shù)進入資本視野,人們不禁對于能在較低壓力下大規(guī)模應(yīng)用的室溫超導(dǎo)體傾注了更多的期待。
在更高的臨界溫度(Tc)下實現(xiàn)材料的超導(dǎo)性是實現(xiàn)低成本應(yīng)用的關(guān)鍵,按照臨界溫度區(qū)分,超導(dǎo)材料可以分為低溫超導(dǎo)(Tc 25K)和高溫超導(dǎo)材料(Tc≥25K)。
據(jù)東方財富網(wǎng)風口研報,目前國內(nèi)低溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用占超導(dǎo)市場總量的90%以上,已經(jīng)較為成熟,已實現(xiàn)商業(yè)化的低溫超導(dǎo)材料主要為鈮基超導(dǎo)線材(NbTi和Nb3Sn)。高溫超導(dǎo)材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期,具備實用價值的高溫超導(dǎo)材料主要包括鉍系(BSCCO)、釔系(YBCO)、二硼化鎂(MgB2)超導(dǎo)材料及鐵基超導(dǎo)材料等。
相關(guān)受益公司包括西部超導(dǎo)、寧波健信、濰坊新力、英納超導(dǎo)、漢纜股份、永鼎股份等。
短期來看,高溫超導(dǎo)甚至常溫超導(dǎo)材料在醫(yī)用領(lǐng)域磁共振成像儀用MRI超導(dǎo)線材、電力傳輸方面都前景廣闊;中長期來看,則不禁讓大家充滿了遐想:量子計算機、可控核聚變要從科幻走進現(xiàn)實了?
第一,超導(dǎo)材料可以取代功耗高、易發(fā)熱的硅基集成電路,為量子計算機解決了一個很大的技術(shù)難題,其背后的市場也有很大的想象空間,根據(jù)BCG測算,未來3-5年內(nèi),量子技術(shù)價值有望達50億-100億美元;未來15-30年,量子技術(shù)有望創(chuàng)造4500億- 8500億美元的市場價值。
而在可控核聚變領(lǐng)域,超導(dǎo)托卡馬克裝置可以產(chǎn)生更大的磁場,將巨量的高溫離子流懸浮在空中,從而實現(xiàn)持續(xù)的可控核聚變。一旦成功,這將是一場超乎想象的能源革命,有望為人類提供近乎無限的清潔能源。
去年商業(yè)化核聚變領(lǐng)域迎來兩筆大額投資。2月,能量奇點宣布完成近4億元**幣的天使輪融資。6月,星環(huán)聚能宣布完成數(shù)億元天使輪融資,是**首個由風險投資驅(qū)動的核聚變商業(yè)化探索項目企業(yè)。
雙方背后都囊括多家知名機構(gòu),除了紅杉**種子基金、蔚來資本、藍馳創(chuàng)投、順為資本、昆侖資本、中科創(chuàng)星等財務(wù)投資機構(gòu),還出現(xiàn)了米哈游、騰訊等產(chǎn)業(yè)方的身影。
資本介入撬動了市場,也從另一方面為超導(dǎo)添了把火。
梳理下超導(dǎo)相關(guān)領(lǐng)域的投融資,其主要集中在高溫超導(dǎo)技術(shù),不過作為前沿科技,行業(yè)內(nèi)可供投資的標的數(shù)量不是很多。
去年六月,蘇州八匹馬超導(dǎo)完成了新一輪數(shù)千萬元A+輪融資。智慧芽TFFI科創(chuàng)力評估平臺顯示,八匹馬超導(dǎo)目前共有近20件專利申請,其中發(fā)明專利約45%,公司專利布局主要集中于超導(dǎo)磁體、高溫超導(dǎo)等相關(guān)領(lǐng)域。
同年,成立于2022年6月的新興高溫超導(dǎo)技術(shù)平臺公司翌曦科技完成5000萬元種子輪融資,本輪融資由中科創(chuàng)星領(lǐng)投,合力投資、泓昇基金等跟投。其核心成員脫胎于上海交通大學(xué)高溫超導(dǎo)團隊,走在科技前沿,受去年大火的可控核聚變影響,一出現(xiàn)就吸引了資本注意。
而對于常溫超導(dǎo)的橫空出世,中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊表示:“我們?nèi)ツ觊_始大力布局高溫超導(dǎo)材料方向,現(xiàn)在已經(jīng)投了三家高溫超導(dǎo)材料上下游公司,投資額過億,沒想到這個方向這么快又火了。”
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