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“Unobtanium”是一類礦石的總稱，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：罕見的常溫超導(dǎo)體，擁有奇特的磁場，在潘多拉星的磁場作用下，能夠形成這壯觀的巨石浮空景象。在電影中，人類為了搶奪“Unobtanium”，不遠(yuǎn)萬里來到潘多拉星球大開殺戒，因為取得“unobtanium”，就好像掌握了人類世界的能源圣杯，徹底改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)。
能源是推動人類社會進(jìn)步的燃料，對于能源的開發(fā)與使用效率的探索，貫穿了人類社會始終。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 日韓國團(tuán)隊首次發(fā)布論文起，復(fù)現(xiàn)論文中室溫常壓超導(dǎo)體 LK-99 的試驗成為各國實驗室的首要任務(wù)。十幾天來，質(zhì)疑和肯定的聲音并存。
在下文中，順為投資團(tuán)隊的 90 后博士投資人生冀明與我們分享了近兩周對于本次室溫超導(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實驗室進(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？
從一級市場的角度來看，未來會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)站上韓國量子能源研究中心、高麗大學(xué)團(tuán)隊同日上傳兩篇文章，聲明他們在世上首次合成室溫常壓超導(dǎo)體 LK-99。
這是一種由鉛、銅、氧、磷四種常見元素構(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，同時全球多家實驗室都開始了對文章結(jié)果的驗證性研究。
而且，由于文章中公開了其材料的制作方法，且制作原料、工藝都較簡單（以氧化鉛、硫酸鉛、銅、磷等為原料經(jīng)過最高 925 攝氏度的 3 次燒結(jié)，總用時約 3 天），因此材料的“親民”屬性進(jìn)一步促進(jìn)了熱度增長，一些社交媒體賬號也加入驗證大軍，全民超導(dǎo)熱一時興起。
8 月 1 日，美國勞倫斯伯克利國家實驗室在 ArXiv 上傳文章，通過密度泛函理論模擬計算初步（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 驗證”為標(biāo)題于 B 站“關(guān)山口男子技師”賬號發(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。如果說之前室溫超導(dǎo)的熱度還是來自大眾之前多次經(jīng)歷 “狼來了”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)鍵詞的美國超導(dǎo)（AMSC）股票甚至當(dāng)日盤前漲幅最高達(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，且不同復(fù)現(xiàn)實驗既有支持也有反駁 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，僅對目前的驗證進(jìn)展簡要總結(jié)：
已有對材料抗磁性的復(fù)現(xiàn)；
后續(xù)還需等待材料零電阻(注2)（即“超導(dǎo)”名稱的由來——超級導(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，接下來的幾十年間人類可能見證一場不亞于發(fā)明蒸汽機(jī)、晶體管帶來的科技革命。
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時不會產(chǎn)生歐姆熱，
一來省去了電能耗散，
二來也不再需要顧慮散熱降溫的問題。
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，因此也不再需要對應(yīng)冷卻系統(tǒng)和后續(xù)補(bǔ)充液氮。
一些典型會因此受益的領(lǐng)域列舉如下：
輸電：電能從電廠輸送到終端用戶過程中，會由于熱效應(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，帶來基建翻新機(jī)會同時在后續(xù)運行中大大節(jié)省電能。
儲能：室溫超導(dǎo)材料制成的回路可以長期保持電流無衰減，在無需制冷設(shè)備和對應(yīng)維護(hù)成本時會成為理想的儲能裝置。
磁懸?。撼瑢?dǎo)體由于具有完全抗磁性會與磁鐵間產(chǎn)生斥力，利用此原理即可讓列車懸浮，使其前進(jìn)時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)的建造和運維成本。
核磁共振成像儀（MRI）：目前 MRI 設(shè)備中的磁場由超導(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，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)韓國團(tuán)隊最初在 ArXiv 上傳的文章，LK-99 材料所含元素為鉛、銅、磷、氧都屬于常見元素，合成步驟也不復(fù)雜，一般大學(xué)實驗室購買原料后即可進(jìn)行合成。
但是，這并不意味著該材料立即可以開始工業(yè)化生產(chǎn)并投入實際應(yīng)用。
根據(jù)原文中提出的理論解釋，該材料的超導(dǎo)特性來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)致庫倫排斥作用增強(qiáng)；再結(jié)合美國勞倫斯伯克利國家實驗室的計算文章，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超導(dǎo)效應(yīng)——但是基礎(chǔ)物理學(xué)知識告訴我們，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)性也為目前不同實驗室在驗證 LK-99 材料物性時得出的不同結(jié)果、以及為什么韓國團(tuán)隊沒有在文章發(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 10 年內(nèi)的重要探索領(lǐng)域。
四、如果復(fù)現(xiàn)成功，未來會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)可能會成為值得關(guān)注的方向。
對于目前已經(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)過長期積累取得技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)。未來室溫超導(dǎo)材料將面對更廣闊的市場需求，掌握低成本、高產(chǎn)率生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)將具有競爭優(yōu)勢。
其次，在產(chǎn)業(yè)鏈下游即應(yīng)用端，前述超導(dǎo)儲能、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)化可能迎來快速發(fā)展的機(jī)遇，實現(xiàn)從 0 到 1 再到 100 的高速成長。
