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那些年的室温超导疑云，后来都怎么样了？
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技术与工程

那些年的室温超导疑云，后来都怎么样了？

       
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2025-01-10 11:51

在科学探索的漫漫长路上，室温超导一直是那座令无数科研人员心驰神往却又难以企及的高峰。近年来，韩国的室温超导“LK-99”成为了科学界的焦点话题，各大媒体平台对它关注有加，超导学界更是加紧了复现工作。但实验与理论结果的巨大分歧让其前景如雾里看花。其实，在超导研究的百余年历史中，像“LK-99”这样引发争议的材料并非个例。那么，世界上一共有过多少种疑似室温超导体？它们的后续又究竟如何呢？


时间回溯到2020年10月，美国迪亚斯团队有一项室温超导“成果”发表在《自然》上，声称绿色激光诱导合成的碳硫氢（C-S-H）化合物在267GPa压强下超导转变温度高达288K。


然而，后续同行质疑实验数据遭篡改，历经波折后论文于 2022 年9月被撤稿。2023年3月，该团队的镥氮氢（Lu-N-H）化合物研究重蹈覆辙，声称在1GPa压强下实现294K室温超导，同样因无法被广泛重复且迪亚斯被疑学术不端，该篇论文也被撤稿。

实际上，此前就有很多声称找到了室温超导体的例子。例如，2018 年印度科研人员声称的纳米银粉加入金纳米阵列中可以获得236K的超导电性，其数据被麻省理工的斯金纳质疑，因为实验数据的噪音模式是一样的，这在真实的实验中是不可能的。2016年科斯塔迪诺夫声称找到了转变温度为373K的超导体，但是并未公布超导体的组分和制备过程，以一种保密的姿态没了后续。以及2012年有团队宣布经过纯水特殊处理的石墨粉，在300K常压下具有超导电性；2003年有团队声称n型金刚石与电极、真空耦合后，能在常温常压下拥有超导相等研究，均因各种问题未能在科学界站稳脚跟。

为何室温超导材料的验证如此艰难？

关键在于新超导材料的认定需满足两个条件：既需要作者给出令人信服的数据，又需要其他同行能够重复出同样的效果。要想确定一种新材料是否具有超导性，总需要用一台仪器对一块样品做点什么。因此，对疑似超导体的验证工作至少可以分成两大部分：获得一块高质量的样品和对样品完成测试。

制备高质量超导样品，需高纯原料、复杂的烧结条件以及难以言说的经验和一些运气。如若获得堪用的样品，怎样用它测出有说服力的数据同样是一件技术活。

常压超导的样品测起来简单些，但也要有很多步骤：

1、清洁打磨：需用细砂纸打磨样品，力度要适中，过轻杂质未剥离会产生假信号，过重样品会破碎。

2、电极黏贴：几毫米长样品打磨后要并排黏4根导电电极，采用类似中学伏安法电压表内接方式测电阻，电极要平行等长且间距合适。

3、操作时效：从打磨到黏电极的精细操作必须迅速完成，防止样品在空气中氧化变质致前功尽弃。

高压超导的验证则会更困难。

1、实验条件苛刻：上百万倍大气压强的实验条件劝退大部分实验室参与验证。

2、测试技术复杂：需给样品均匀施加并传导压力，同时不能损坏样品；要将样品连同加压装置一起冷却、加磁场；从加压机构引出 4根导线连接测试设备的电压表和电流表；压制复杂装置和极端条件产生的噪声信号等。

那么，室温超导体究竟会出现在哪种材料上呢？

在众多研究方向中，超氢化物是室温超导的希望之星。依据 BCS 理论，氢元素因原子质量轻，对提升超导临界温度至关重要。制备金属氢虽理论可行，但需数百万大气压，至今无人成功。唯一宣称成功的迪亚斯也因样品保存不当气化消失而沦为悬案。

于是，科学家转向了稀土氢化物，其中La-H体系的LaH10在165万大气压下实现约252K（-13℃）超导，成为目前临界温度最高的超氢化物。当前稀土富氢化物研究以二元体系为主，三元体系也渐受瞩目，不过其所需高压环境使其难以走向实际应用。


或许，未来会有更多的“室温超导材料”出现又被证伪；或许，常压室温超导根本就不存在，但人类对温和条件下超导的探索不会停止。这是工程学的期盼，也是科学的追求。随着实验技术的进步和基础理论的突破，未来会有更多的“室温超导材料”出现。

参考资料：
审核专家：
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