【專欄】近期爆紅 LK-99 是什麼?對人類未來有何影響?

LK 99

最近在網路上,比起年初的 AI 人工智慧話題,更多人討論的是一種未經證實的超導體材料 LK-99,所謂的 LK-99 是由韓國科學技術研究院的研究人員通過論文所發表的材料,他們宣稱這種材料具備超導現象,若屬實,對人類未來的科技發展將是重要的里程碑。

LK 99

什麼是超導體?

所謂的超導體,是指在一定溫度條件下電阻為零的導體。這種材料並非虛構,例如錫這種元素,在 -269.43°C 左右的溫度下就會出現超導現象。

此外,在 1933 年,德國物理學家瓦爾特邁斯納與其研究夥伴發現超導體會對磁場完全排斥,導致超導體放置於磁石上時會完整懸浮,這種現象被稱作邁斯納效應,被廣泛應用於判斷材料是否為超導體的初步基準。

Meisnera effect
圖片來源:維基百科。箭頭代表磁力線被超導體所排斥,表現出抗磁性。

LK-99 為什麼引發話題?

LK-99 之所以在學術界颳起旋風,是因為它並不需要前述那種特殊溫度或壓力環境,而是在常溫常壓下即為超導態,因此,這種材料可用於一般商業或生活領域。

超導體對人類生活有什麼益處?

由於這種材料的電阻為零,能以 100% 的效率傳輸電能,各種需要電力傳輸或儲存的應用都會受益,還能藉由提高能源效率來降低溫室氣體排放。

Thermal Power Plant

根據 2013 年學術論文「超導與環境:路線」,超導體可能應用於磁選領域,以超導體為材料來實現磁分離技術,對於水循環和再利用具備相當潛力。

而透過超導體的邁斯納效應,也能夠實現更環保的超導磁浮列車,因為超導磁鐵維持磁場不會消耗能量,所以只要在列車的轉向架中加入超導磁鐵,就能夠造出能耗較低的磁浮列車。

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JR 東海所研發的 L0 系列高速磁浮列車即透過低溫超導體實現磁浮,試運行最高時速達 603 公里。

常溫常壓的超導體因為不需要維持低溫,不僅能縮小目前核磁共振裝置的體積,還能夠縮減運作成本,讓它的應用更加廣泛。

除了前述的幾項應用之外,常溫常壓的超導體還可能用在其他眾多領域,因此動輒被視為科學界的聖杯,若真的存在無疑將開啟人類科技發展的全新篇章。

LK-99 是真的嗎?

根據韓國研究人員的說法,LK-99 的合成需要一氧化鉛、硫酸鉛和磷化亞銅,這些材料不難取得,且他們提供的製程方法也不複雜,因此美、中等國的實驗室皆已著手嘗試復現此材料。截稿時,尚未有實驗室或其他研究人員成功復現,但中國華中科技大學的研究員宣稱已合成出具備磁浮性質的 LK-99,只是樣品尺寸過小,需製作更大的樣品才得測量電阻。

其他實驗室的結果除了未公開的之外,皆沒有觀察到抗磁性。因此目前 LK-99 是否為超導體還有待檢驗。

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