7月22日，自從韓國科研團隊在arXiv上宣稱：發現了“常壓室溫超導體LK-99晶體”后，在全世界科學實驗室里，包括B站、YouTube在內的視頻網站上，迅速掀起了一場熱鬧非凡的，同時被網友們戲稱為“坩堝煉丹”的研究熱潮。
開始幾天，公眾對此版“LK-99晶體”調侃的論調占據主流。質疑韓國團隊“學術信用有瑕疵”、“第四次工業革命就靠燒爐子？”、“還沒拿下諾貝爾獎韓國團隊就開始內訌了”的觀點，頻見報端。
但從8月1日開始，事情的走向發生了變化。中國、美國、俄羅斯三國的研發人員相繼宣布在實驗室里，初步復現了LK-99，并驗證了其具有一定的超導材料屬性。
雖然從目前的結果來看，初步的實驗結果多表現為抗磁性，而人們最為關心的“零電阻”性并未得到驗證，距離常溫超導的商業應用更是漫長遙遠。但“第四次工業革命”的盛宴愿景已足夠激蕩人心。
在大洋兩岸，一場超導概念的上漲熱潮已然引爆。
8月1日，受多方新聞公布的影響，A股的“超導概念”板塊從下午開始突發暴漲，國纜檢測、精達股份、中孚實業等多支概念股漲停。
8月2日早間開盤，整個板塊持續拉升，國纜檢測、超頻三、中孚實業迅速漲停，百利電氣、永鼎股份、創新新材等企業股價持續上漲。
在美股市場，超導概念同樣火熱。8月1日當晚，美國超導（AMSC）盤前漲幅一度超過150%，并以最終上漲60%收盤。
但市場上目前更為主流的聲音，還趨于冷靜和觀望。
國泰君安分析師蔣亦凡在微博上表示：“超導=強抗磁性+零電阻。華科的實驗，現在只能證明這種材料有一定抗磁性，而且不是很強。零電阻實驗還沒做，無法證明它是超導材料。”
不過，科學的演進除了必不可少的持續基礎研究投入之外，歷來不乏“上帝的禮物”。
2010年曾獲得了諾貝爾物理學獎的“石墨烯材料發現”，就充滿了偶然性。作為“新材料之王”，石墨烯的發現者本意是想得到一款更薄的石墨材料，于是他用膠帶貼在石墨表面，粘下來一個幾十個原子層厚的石墨層，再將膠帶反復對折粘連并撕開。最終石墨層越來越薄，只剩下一個原子的厚度——石墨烯便由此誕生。
有了“手撕膠帶”發現石墨烯這樣的珠玉在前，沒人敢對“坩堝燒出超導材料”的故事掉以輕心。此刻，更多人想了解的是：室溫超導究竟是什么？LK-99的發現是貨真價實的科技浪潮，還是又一次炒作和泡沫？
室溫超導到底是什么？
一直以來，“室溫超導材料”的研究被視為超導領域乃至整個凝聚態物理學的“圣杯”。
“超導”顧名思義，是指導體在某些特定條件下出現電阻為零的狀態。而理想的“超導體”往往還具有抗磁性、高密度載流能力等特性。一經實現，將在電氣與電子工程領域產生極為廣泛的顛覆性應用價值。
劉慈欣在《三體》中，曾經描述過人類得以艱難突破了外星種群“三體人”的科技封鎖，關鍵點之一便是人類通過對常溫超導材料的突破，進而開發出了可控核聚變裝置。
可控核聚變也被稱為“人造太陽”，它清潔、安全、高效，取之不盡、用之不竭，足以支撐所有人類生活、生產活動——而具備抗磁性的超導材料，便是可控核聚變裝置的核心部件之一。
室溫超導如果得以實現，它所引發的深刻變革還遠不止于此。目前的能源、量子計算機、信息傳輸，乃至醫療檢測、新能源交通等行業，都將發生顛覆式的變化。例如，超導材料的零電阻會使輸電系統的能量損失接近于零，應用其抗磁性產生大而穩定的磁場將使磁懸浮列車普及，而高效率的超導電機將成為汽車、航天航空、化工、建筑等領域的理想動力。
過去的數十年間，可以說人類對于超導體的研究和追尋從未停止，雖然核心突破步履維艱。
一位超導領域的研究者告訴「市界」，最近10天來，復現韓國團隊LK-99實驗的過程好比“煉丹”。而實驗驗證步驟則被大家戲稱為“開爐”。
“我們不同團隊和研發人員有一個交流群，彼此會在里面問問進度怎么樣了，什么時候‘開爐’”。
這一切，都源于7月22日，來自韓國量子能源研究中心公司的科研團隊在arXiv上發表的一篇論文。宣稱自己發現了一種能在常壓和127攝氏度以下，實現超導的以銅摻雜鉛磷灰石材料構成的LK-99晶體。
▲（圖源/視覺中國）
起初，韓國的這一科研成果并未引起學界重視——最大的原因在于他們公布的制造LK-99晶體的門檻實在過低，幾乎在普通的初中實驗室里就能完成。
LK-99的配方是什么？據某科技作者“遠方青木”總結：“第一步，買一點氧化鉛和硫酸鉛粉末，按照1比1的比例放入坩堝中均勻混合，在空氣中加熱至725度燒24小時，得到黃鉛礦晶體。第二步，把銅單質和磷粉末放入真空管，然后在坩堝里以480度的溫度加熱48小時，得到磷化亞銅晶體。第三步，把前兩步燒制出來的兩種晶體研磨成粉末后放入真空管，在坩堝里以925度加熱5~20個小時，然后你就得到了一種銅摻雜的鉛磷灰石，也就是LK-99晶體，具備常壓室溫超導性能。”
有網友評價：在這個實驗流程里，除了那些俯拾可得的廉價化學材料，最值錢的大概是那個加熱坩堝。
何況發布當天，韓國團隊自己內部就發生了內訌。7月22日，當最早一篇三人合著的論文發上了arXiv后，幾個小時后，同一個團隊又上傳了一篇六人合著的、行文更加嚴謹的論文。這也被網友調侃，“已經開始爭該誰去領諾貝爾獎了嗎？”
可想而知，這個看起來頗為兒戲的科學發現，起初并未激起水花。幾天里，學界的眾多科研團隊都在嘗試合成該晶體，也大多以失敗告終。
不過，真正的轉折點在8月1日前后突然發生。
美國勞倫斯伯克利國家實驗室曾孕育出十幾位諾貝爾獎得主。8月1日，該實驗室研究員西尼德·M·格里芬（Sinéad M. Griffin）在題為《銅摻雜的鉛磷灰石中相關孤立扁平帶的起源》的論文中表示：她對LK-99進行了密度泛函理論計算，確定了其在費米級上相關的孤立平帶。
簡而言之，格里芬認為：“土法燒制”LK-99的手段存在可行性。
同日，一位俄羅斯科學家Iris Alexandra也宣布自己成功制備出了抗磁性的LK-99晶體，結果將隨后發布。
8月1日，UP主“關山口男子技師”在B站上傳了一段由實驗室合成LK-99晶體的視頻。后經多家媒體證實，該UP主屬于華中科技大學材料學院。其博士后武浩、博士生楊麗，在常海欣教授的指導下，驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比韓國團隊描述的樣品磁懸浮角度更大。
▲（左上為一根牙簽，牙簽所指“黑點”即為LK-99晶體。圖源/B站視頻截圖）
雖然從公布的視頻中看，華中科技大學合成的LK-99晶體，只是一個顯微鏡下、以微米量級計算的“小黑點”。但將一塊釹鐵硼磁體放在其下，“小黑點”會隨著釹鐵硼磁體的靠近和遠離，不停地倒下或立起，表現出抗磁性。
截至昨日晚間22點，這段不到4分鐘的視頻在B站上的播放量超過了330萬。
配方不穩引發“煉丹”狂歡
那么，從被質疑為騙子、泡沫，到各國實驗室紛紛加入論證LK-99的行列，這幾天里究竟發生了什么？
據目前互聯網上的科技博主們分析，其關鍵的問題在于：韓國團隊提供的制備方法雖然十分簡單，“理論上3天半就能完成燒制”，但LK-99樣品的“良品率”十分不穩定，具備相當大的偶然性——因此，目前韓國人自己，也難以提供可令人信服的超導樣品。
據前述作者“遠方青木”總結：根據超導理論，電子通過晶格時會發生震動，而震動的粒子如果撞到電子就會產生電阻。如果超低溫，粒子的活性就會變低，電子流過就很難產生震動。如果超高壓，那粒子就會被壓住，電子流過就很難產生震動。
因此，人們早間提出的常溫超導體的制備辦法，是利用粒子之間的壓力，把粒子互相鎖住，進而實現室溫超導。但這個設想，過去只能停留于幻想。
“這次韓國團隊恰好實現了把粒子互相鎖住的壯舉。他們把不同的材料燒來燒去，最后恰好在一片樣品中把銅粒子包裹住了鉛粒子，鉛粒子里面壓住了一圈氧離子，制造出了一個銅皮鉛心的管道，最里層的氧離子被鉛粒子死死的壓住了難以震動，從而導致電子流過時不會因粒子震動而產生電阻。”
不過，這種像中彩票一樣的偶然性，很難在實驗室中實現“量產”。這或許也解釋了韓國團隊宣布已發現超導晶體幾個月，卻難以復制出成功的樣品，只好搶先宣布研發結果，“占據原創的高點”，進而請全世界實驗室來參與共同驗證的原因。
而過去幾天里，各國實驗室頻繁“煉丹”失敗，也證明了LK-99的配方非常不穩定。
就在3天前，“關山口男子技師”還在B站上表示：“抗磁性有，比較弱。零阻沒有，整體就一半導體曲線，估計如果有超導相，也是微量的超導雜質，不能形成連續的超導通過。”
而在發表了驗證LK-99抗磁性有效的2個小時之后，“關山口男子技師”又發布了一條補充視頻。在新視頻中，磁體放置在樣品上方，并未看到樣品出現明顯反應。
▲（用磁體吸引LK-99樣品未見明顯反應。圖源/B站視頻截圖）
而據學界的普遍觀點，想要驗證LK-99是否符合室溫超導體特性，更為關鍵的還是要測試樣品是否能夠表現出零電阻特性。而受到樣品的條件限制，如今能復現磁懸浮的樣品還無法用于測量電阻。
據媒體報道：華中科技大學的實驗室已經計劃在制備新一批樣品，希望能進一步測量出LK-99的電阻特性。
不過，如今在B站、抖音等網站，“復現超導”已經成為了許多科研愛好者的狂歡。在視頻平臺搜索“室溫超導”，可以找到許多團隊在對實驗過程進行直播。
▲（許多團隊在直播復現室溫超導實驗過程。圖源/B站）
雖然這些研究，目前更多的結果都是失敗。
就在勞倫斯伯克利國家實驗室成功復現這一實驗之前，印度國家物理實驗室的實驗室已表示對LK-99的復現失敗，沒有觀察到制備的LK-99材料有零電阻特性。
而剛剛過去的7月31日，北航與中科院沈陽材料科學國家實驗室也公開了有關復現 LK-99 的論文，同樣表示結果不理想。
超導的夢想與崎嶇
之所以LK-99的發現，雖還未經充分成功的論證，便已顯而易見地成為了一個里程碑式的事件；源于一直以來，人類對于超導懷有宏大的夢想。在其背后，學術界、產業界對超導技術的研發已經歷經百年。
以電力輸送環節舉例，如今日常使用的輸電線纜的電阻輸送熱效應，會導致輸送電能的7%耗散。而理論上，如果用超導材料制作電纜，這部分耗散就能得到避免。
可控核聚變企業“星環聚能”的CEO陳銳曾對媒體表示：“如果可控核聚變是造電動汽車，超導材料繞制而成的超導磁體相當于我們行業的鋰電池。”
此前，要實現超導狀態，過往在學術界中一直有兩種技術路線探討：超低溫或超高壓。這兩種路線各有利弊——但基本都難以讓超導體實現大面積普及。
其中，“超低溫路線”是指超導體在一定溫度（也稱為臨界溫度）之下，具有零電阻特性，而臨界溫度往往需要低于25K-30K（-248.15℃-243.15℃）。
目前，低溫超導體已經出現了一些落地應用。比如醫用磁共振成像設備（MRI）中安裝了由“鈮-鈦合金線圈”繞制成的超導磁體。而為了維持超導狀態，磁共振成像設備均加裝了專門的冷卻裝置。
而“超高壓路線”則是指在幾十萬、幾百萬倍于大氣壓的超高壓條件下，部分材料同樣可以實現超導狀態，因此它也被稱作“高溫超導”。
相較而言，超高壓狀態需要用金剛石頂砧或者各種大型壓機來實現，對空間、成本等方面的要求更高。因此，產業界普遍認為，超低溫路線更加容易實現。
今年3月，美國羅切斯特大學蘭加·迪亞斯研究團隊，曾宣布研發出了一種在室溫和相對較低壓力條件下，可以表現出超導性的材料。該材料是由氮、氫和镥組成，可在約20.6攝氏度的溫度和10千巴（相當于標準大氣壓的1萬倍）的壓力下表現出超導性。
據媒體報道，此研發成果公布時，許多研發人員包括眾多科研大佬聞訊趕來，現場在15分鐘內，便被擠得座無虛席。
不過，雖然該實驗所需的條件相比過去200多萬倍的大氣壓環境，已降到了1萬倍，但距離降至常溫、常壓仍有巨大難度——但這種程度的突破已足夠引起學界、產界和資本的關注和興奮。
據上海超導聯合創始人、上海交通大學教授洪智勇向36碳表示：2019年是高溫超導行業的爆發之年，“這一年恰好是很多超導下游應用完成第一個商業示范或者稍稍起量的階段。我國上海和深圳的兩條超導電纜在那時開始修建，超導感應加熱器也在那時實現了小批量的量產。到了2020年，全球可控核聚變的民營化公司都陸續融到了資”。
2021年，美國核聚變公司CFS（Commonwealth Fusion Systems）融到18億美金，也由此點燃了資本行業的熱情。磁懸浮解決方案商“深磁科技”CEO彭楚堯也表示：近期有VC已經沖進了國內幾個做超導研究的實驗室。
據「市界」統計，近年來，我國超導領域發生的融資多集中于高溫超導領域。去年6月，蘇州“八匹馬超導”完成了新一輪數千萬元A+輪融資。同年，成立于2022年6月的新興高溫超導技術平臺公司“翌曦科技”完成了5000萬元種子輪融資。
就在幾個月前，由于與可供核聚變密切相關的“超導技術”研發取得了一些突破，二級市場中的“超導概念股”股價便已出現了飛升。
不過無論是極低的環境溫度條件要求，還是苛刻的高壓條件，都限制了超導體的商業普及——這也是人類用超導電纜輸送電力之夢難以實現的原因。
而最為理想的超導實現狀態，無疑是在常溫常壓的條件下，這也是百年來學術界與產業界企及的方向。可想而知，如果接下來室溫超導能夠繼續取得重大突破，又將爆發出怎樣的科技風暴。
根據“東方財富證券”研報顯示，目前室溫超導有三大重點商業化落地場景，在電力技術應用預計將是首要的應用。超導線的載流能力是普通銅導線或鋁導線的載流能力的50-500 倍，且其直流狀態下的傳輸損耗為零，超導儲能系統的儲能效率則有望達到95%以上。
此外，室溫超導還有兩個拓展方向：一是超導磁體技術應用，涵蓋核磁共振、高能加速器等領域；二是超導電子學應用：主要包括微波通信、超導計算機等各類應用。
當然，從目前來看，室溫超導從走出實驗室，到真正落地商用，勢必還有很長的路要走。
作者 | 董溫淑
編輯 | 李 原
運營 | 劉 珊