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“Unobtanium”是一類(lèi)礦石的總稱(chēng)，宇宙到處都擁有這種物質(zhì)。在詹姆斯·卡梅隆的電影《阿凡達(dá)》描繪的世界里，“Unobtanium”被形容為：罕見(jiàn)的常溫超導(dǎo)體，擁有奇特的磁場(chǎng)，在潘多拉星的磁場(chǎng)作用下，能夠形成這壯觀的巨石浮空景象。在電影中，人類(lèi)為了搶奪“Unobtanium”，不遠(yuǎn)萬(wàn)里來(lái)到潘多拉星球大開(kāi)殺戒，因?yàn)槿〉谩皍nobtanium”，就好像掌握了人類(lèi)世界的能源圣杯，徹底改變?nèi)祟?lèi)的能源結(jié)構(gòu)。

能源是推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的燃料，對(duì)于能源的開(kāi)發(fā)與使用效率的探索，貫穿了人類(lèi)社會(huì)始終。這也是為什么本次室溫超導(dǎo)技術(shù)的突破能夠引起全球科技界的矚目。???

自 7 月 22 日韓國(guó)團(tuán)隊(duì)首次發(fā)布論文起，復(fù)現(xiàn)論文中室溫常壓超導(dǎo)體 LK-99 的試驗(yàn)成為各國(guó)實(shí)驗(yàn)室的首要任務(wù)。十幾天來(lái)，質(zhì)疑和肯定的聲音并存。

在下文中，順為投資團(tuán)隊(duì)的 90 后博士投資人生冀明與我們分享了近兩周對(duì)于本次室溫超導(dǎo)技術(shù)突破的梳理與看法，你將了解到：????????????????

本次事件的緣起以及各國(guó)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)展如何？

如果該室溫超導(dǎo)材料被確認(rèn)意味著什么？

為何業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為材料合成成功的過(guò)程像是中了彩票？

如果復(fù)現(xiàn)成功，距離商業(yè)化還需要多久？

從一級(jí)市場(chǎng)的角度來(lái)看，未來(lái)會(huì)有哪些新興的投資方向？

……

以下為全文分享：

一、本次室溫超導(dǎo)熱潮的進(jìn)展過(guò)程與最新近況

本次室溫超導(dǎo)熱潮的緣起是 7 月 22 日，在 ArXiv(注1)網(wǎng)站上韓國(guó)量子能源研究中心、高麗大學(xué)團(tuán)隊(duì)同日上傳兩篇文章，聲明他們?cè)谑郎鲜状魏铣墒覝爻撼瑢?dǎo)體 LK-99。

這是一種由鉛、銅、氧、磷四種常見(jiàn)元素構(gòu)成的材料，質(zhì)量占比分別約 74%、3%、16%、7%。其中較早發(fā)布的一篇文章標(biāo)題即為“The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor”，也就是“第一種室溫常壓超導(dǎo)體”。

尋找室溫常壓超導(dǎo)體被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)中的一座“圣杯”，因此之后的一周內(nèi)，“超導(dǎo)體”在網(wǎng)絡(luò)上的搜索熱度暴漲，同時(shí)全球多家實(shí)驗(yàn)室都開(kāi)始了對(duì)文章結(jié)果的驗(yàn)證性研究。

而且，由于文章中公開(kāi)了其材料的制作方法，且制作原料、工藝都較簡(jiǎn)單（以氧化鉛、硫酸鉛、銅、磷等為原料經(jīng)過(guò)最高 925 攝氏度的 3 次燒結(jié)，總用時(shí)約 3 天），因此材料的“親民”屬性進(jìn)一步促進(jìn)了熱度增長(zhǎng)，一些社交媒體賬號(hào)也加入驗(yàn)證大軍，全民超導(dǎo)熱一時(shí)興起。

8 月 1 日，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在 ArXiv 上傳文章，通過(guò)密度泛函理論模擬計(jì)算初步（至少是部分地）支持了 LK-99 的超導(dǎo)特性。

同日，俄羅斯一位名叫 Iris Alexandra 的網(wǎng)友在 twitter 上宣布制備出 LK-99 材料并復(fù)現(xiàn)材料的磁懸浮現(xiàn)象以體現(xiàn)其抗磁性。

中國(guó)華中科技大學(xué)博后武浩也完成樣品制備并復(fù)現(xiàn)材料的磁懸浮現(xiàn)象，展示視頻于 8 月 1 日以“LK-99 驗(yàn)證”為標(biāo)題于 B 站“關(guān)山口男子技師”賬號(hào)發(fā)布，并在 2 天內(nèi)登上 B 站排行榜最高第 1 名。

同日，知乎 IP 安徽可能來(lái)自中科大的答主“半導(dǎo)體與物理”也上傳了視頻展示復(fù)現(xiàn)材料的磁懸浮現(xiàn)象。如果說(shuō)之前室溫超導(dǎo)的熱度還是來(lái)自大眾之前多次經(jīng)歷 “狼來(lái)了”之后的半信半疑搬凳吃瓜，那么 8 月 1 日的結(jié)果則給了大眾更多信心，包含超導(dǎo)關(guān)鍵詞的美國(guó)超導(dǎo)（AMSC）股票甚至當(dāng)日盤(pán)前漲幅最高達(dá)到 100%+。

二、如果該室溫超導(dǎo)材料被確認(rèn)意味著什么？

由于即使在學(xué)界也尚有不同觀點(diǎn)，且不同復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)既有支持也有反駁 LK-99 是室溫超導(dǎo)材料的證據(jù)，因此本文將不去討論 LK-99 材料究竟是否真的是室溫超導(dǎo)材料，僅對(duì)目前的驗(yàn)證進(jìn)展簡(jiǎn)要總結(jié)：

已有對(duì)材料抗磁性的復(fù)現(xiàn)；

后續(xù)還需等待材料零電阻(注2)（即“超導(dǎo)”名稱(chēng)的由來(lái)——超級(jí)導(dǎo)電）和完全抗磁性的證據(jù)才能判定 LK-99 是否真的是室溫超導(dǎo)體。

而如果 LK-99 被確認(rèn)是室溫超導(dǎo)材料，將意味著現(xiàn)代物理學(xué)中的一座“圣杯”被摘下，接下來(lái)的幾十年間人類(lèi)可能見(jiàn)證一場(chǎng)不亞于發(fā)明蒸汽機(jī)、晶體管帶來(lái)的科技革命。

相比于普通導(dǎo)體，超導(dǎo)體材料由于電阻為零因此電流流過(guò)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生歐姆熱，

一來(lái)省去了電能耗散，

二來(lái)也不再需要顧慮散熱降溫的問(wèn)題。

而相比于現(xiàn)在已經(jīng)投入使用的“高溫”超導(dǎo)材料（工作在液氮溫區(qū)，零下 196 攝氏度），室溫超導(dǎo)材料不需要使用液氮冷卻，因此也不再需要對(duì)應(yīng)冷卻系統(tǒng)和后續(xù)補(bǔ)充液氮。

一些典型會(huì)因此受益的領(lǐng)域列舉如下：

輸電：電能從電廠輸送到終端用戶(hù)過(guò)程中，會(huì)由于熱效應(yīng)而產(chǎn)生損耗。室溫超導(dǎo)材料可以取代銅制作新的纜線，帶來(lái)基建翻新機(jī)會(huì)同時(shí)在后續(xù)運(yùn)行中大大節(jié)省電能。

儲(chǔ)能：室溫超導(dǎo)材料制成的回路可以長(zhǎng)期保持電流無(wú)衰減，在無(wú)需制冷設(shè)備和對(duì)應(yīng)維護(hù)成本時(shí)會(huì)成為理想的儲(chǔ)能裝置。

磁懸?。撼瑢?dǎo)體由于具有完全抗磁性會(huì)與磁鐵間產(chǎn)生斥力，利用此原理即可讓列車(chē)懸浮，使其前進(jìn)時(shí)不再需要克服與地面的摩擦力，達(dá)到更快的速度。室溫超導(dǎo)材料替換現(xiàn)有超導(dǎo)材料可以省去冷卻系統(tǒng)的建造和運(yùn)維成本。

核磁共振成像儀（MRI）：目前 MRI 設(shè)備中的磁場(chǎng)由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生，由液氦制冷，而液氦成本高而且屬于稀缺資源。改用室溫超導(dǎo)材料將可降低 MRI 儀器成本，有助于其進(jìn)一步普及并助力醫(yī)療、腦科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展。

可控核聚變：目前，可控核聚變的托卡馬克、球型托卡馬克等技術(shù)路線計(jì)劃使用高溫超導(dǎo)材料制作線圈，通電后利用電流磁效應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，以約束聚變反應(yīng)中溫度高達(dá)上億度的等離子體。若改用室溫超導(dǎo)材料則可簡(jiǎn)化裝置、降低建造成本、提升裝置性能。

三、如果復(fù)現(xiàn)成功，距離商業(yè)化還需要多久？

根據(jù)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)最初在 ArXiv 上傳的文章，LK-99 材料所含元素為鉛、銅、磷、氧都屬于常見(jiàn)元素，合成步驟也不復(fù)雜，一般大學(xué)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)原料后即可進(jìn)行合成。

但是，這并不意味著該材料立即可以開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)并投入實(shí)際應(yīng)用。

根據(jù)原文中提出的理論解釋?zhuān)摬牧系某瑢?dǎo)特性來(lái)自其部分鉛離子被銅離子替代，使得樣品體積微小收縮并導(dǎo)致庫(kù)倫排斥作用增強(qiáng)；再結(jié)合美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算文章，該替代只有發(fā)生在特定的、且并非能量最低的鉛離子位置才可能帶來(lái)超導(dǎo)效應(yīng)——但是基礎(chǔ)物理學(xué)知識(shí)告訴我們，能量越低的狀態(tài)才越穩(wěn)定，出現(xiàn)概率也越大。

因此，制備具有室溫超導(dǎo)特性的 LK-99 材料可能還需要在燒結(jié)時(shí)能夠克服隨機(jī)性，人為控制銅離子的最終位置：銅離子替代鉛離子的位置隨機(jī)性也為目前不同實(shí)驗(yàn)室在驗(yàn)證 LK-99 材料物性時(shí)得出的不同結(jié)果、以及為什么韓國(guó)團(tuán)隊(duì)沒(méi)有在文章發(fā)布前大批量制備樣品材料提供了一種可能的解釋。

這也意味著，即使驗(yàn)證了 LK-99 的室溫超導(dǎo)性，按照目前的配方和制作流程也不一定能進(jìn)行室溫超導(dǎo)體的穩(wěn)定大規(guī)模生產(chǎn)。

對(duì)于室溫超導(dǎo)體大規(guī)模穩(wěn)定合成工藝的探索，將成為未來(lái) 10 年內(nèi)的重要探索領(lǐng)域。

四、如果復(fù)現(xiàn)成功，未來(lái)會(huì)有哪些新興的投資方向？

首先，產(chǎn)業(yè)鏈中游即室溫超導(dǎo)材料的生產(chǎn)可能會(huì)成為值得關(guān)注的方向。

對(duì)于目前已經(jīng)投入應(yīng)用的低溫、高溫超導(dǎo)材料，已經(jīng)誕生了西部超導(dǎo)、上海超導(dǎo)、上創(chuàng)超導(dǎo)等經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累取得技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)。未來(lái)室溫超導(dǎo)材料將面對(duì)更廣闊的市場(chǎng)需求，掌握低成本、高產(chǎn)率生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)將具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

其次，在產(chǎn)業(yè)鏈下游即應(yīng)用端，前述超導(dǎo)儲(chǔ)能、磁懸浮、可控核聚變等領(lǐng)域目前還處在應(yīng)用或研發(fā)初期，隨著室溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化可能迎來(lái)快速發(fā)展的機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)從 0 到 1 再到 100 的高速成長(zhǎng)。