近一段时间以来，韩国科学家宣布发明室温超导LK-99的消息持续发酵，据说这是一种在常压下能在127℃以下表现为超导体的材料，由一种改性的铅磷灰石材料，由铜、铅、磷、硫等元素组成。这一发现引起了全球的关注和讨论，因为如果真的实现了室温超导，那么将会对电力、通信、计算、交通等领域产生巨大的影响和革命。

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眼下，韩国室温超导的真实性和可靠性正被全球诸多实验室进一步的验证和复现，但它引起的“轩然大波”仍在持续发酵。为什么超导现象受到如此 “追捧”？中国在这一领域又有哪些贡献呢？

何谓超导和超导体？

超导概念最早由荷兰物理学家海克•卡末林•昂内斯在1911年发现。他在用液氦将汞的温度降到4.15K时，发现汞的电阻降为零，于是把这种现象称为超导性。后来昂内斯和其他科学家陆续发现其他一些金属也是超导体。1935年，德国人伦敦兄弟提出了一个超导电性的电动力学理论……2019年德国马普所的Eremets等人再接再厉，在氢化镧体系中实现了250K的临界温度，但是同时需要极高的压强。换句话说，目前超导材料的最高临界温度已经达到了203K。

超导体是指在极低温度下，电阻会突然降为零的材料。超导体不仅具有零电阻的特性，而且具有完全抗磁性。超导体电阻转变为零的温度，称为超导临界温度。

超导体已经被广泛地应用于我们的生活、科研和生产等许多方面，如医院核磁共振成像、大科学装置和实验室的各种超导磁体等。尤其是高温超导体已开始得到应用，如超导电磁感应加热应用于铝锭的加工和电网限流器等。

超导材料为什么这样“红”？

超导材料为什么重要？因为它是一种具有巨大潜力和前景的材料，它将改变未来世界的许多方面：

超导材料可以用于制造高效的电力输送和储存系统，减少能源损耗和环境污染。例如，超导电缆可以在低电压下传输大电流，节省空间和成本。超导储能器可以在不同的电网之间平衡电力需求和供应。

超导材料可以用于制造强大的磁体和电机，提高性能和效率。例如，超导磁体可以产生高达数十特斯拉的磁场，用于核磁共振成像、粒子加速器、核聚变等领域。超导电机可以实现高速、低噪音、低温的运行，用于飞机、火车、风力发电等领域。

超导材料可以用于制造量子计算机和量子传感器，开拓新的信息技术和测量技术。例如，超导量子比特可以实现快速、可控、可扩展的量子运算，用于解决复杂的优化、加密、模拟等问题。超导量子干涉仪可以实现高灵敏度的磁场、重力、温度等物理量的测量。

以下是一些已经商业化的超导产品，主要应用在医疗、电力、交通、科研等领域。

•超导磁共振成像仪（MRI）是一种利用超导磁体产生强磁场，对人体进行扫描和诊断的医疗设备。超导MRI具有高分辨率、无辐射、三维立体扫描等优点，已经广泛应用于全身各部位脏器的疾病诊断中。

•超导电缆是一种利用超导材料制成的零电阻输电线路，可以实现高效、低损耗、低温的电力输送和储存。超导电缆可以节省空间和成本，减少能源损耗和环境污染，提高电网的稳定性和安全性。

•超导磁悬浮列车（Maglev）是一种利用超导材料产生的强磁场和抗磁性，使列车悬浮在轨道上运行的交通工具。超导磁悬浮列车具有速度快、噪音低、运行平稳、能耗低等优点，已经在日本、中国等国家投入运营或试验。

•超导量子计算机是一种利用超导量子比特进行量子运算的信息技术设备。超导量子计算机具有快速、可控、可扩展的特点，可以解决复杂的优化、加密、模拟等问题，已经由谷歌、IBM等公司开发出原型机或商用机。

除了上述超导产品的典型案例，还有许多其他的超导产品正在研发或应用中，例如超导感应加热设备、大型粒子加速器、核聚变装置等。总之，超导技术是一种具有颠覆性创新和黑科技特征的前沿技术，它将为人类带来巨大的社会和经济效益。

5月29日在合肥科学岛拍摄的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）

中国超导“战绩”几何？

根据相关报道，目前在超导技术方面领先的国家主要有中国、美国、日本和欧洲。这些国家在超导材料、超导电力、超导磁体、超导量子计算等领域都有较高的专利申请量和市场价值。这其中，中国的超导产业发展可以说迅速而稳健，从超导材料的制备、超导线材的生产、超导磁体的设计、超导设备的应用等各个环节都取得了显著的进步和突破。

首先，中国是全球超导第一大技术来源国，占全球超导专利总申请量的82.83%，并拥有一大批代表性的超导企业和应用项目。如西部超导是一家专业从事超导材料和高端钛合金材料的研发、生产和销售的企业，是全球唯一能够批量生产多种超导线材的企业，也是国内最大的高端钛合金棒丝材的技术引领者和供应商。西部超导的产品应用于医疗、电力、交通、科研等领域，具有高效、低损耗、高性能等优点。青岛汉缆是全球最大的高温超导电缆生产商，已经在上海、北京等地建设了多条高温超导电缆示范线路。

其次，中国在超导技术的应用领域也展现出强大的竞争力和创新能力，尤其在电力、医疗、交通等领域取得了重大成就和突破。例如，2021年12月，全球首条超公里级高温超导电缆商业化示范段在上海正式投运，标志着中国超导输电应用迈入全球领先行列。成都奥泰是国内最大的超导MRI生产商，已经实现了1.5T、3T甚至7T等多种规格的超导MRI的商业化生产。北京四达时代是国内最大的超导滤波器生产商，已经为国内外多个移动通信运营商提供了高性能的超导滤波器产品。

还有，中国在超导技术的前沿领域也不断探索和创新，如量子计算、量子传感、量子通信等方向都有重要的研究进展和应用前景。例如，中国科学院物理研究所成功构建了世界上规模最大的量子计算机原型“九章”，采用了基于超导量子比特的量子计算平台，实现了66个可控量子比特和81个可控量子比特两个世界纪录。中国科学院微电子研究所成功开发了基于高温超导单光子探测器（HTS-SPD）的量子传感器，可以实现对微弱光信号的高灵敏度检测和分辨。

除了中国，美国则在超导量子计算方面有较强的竞争力，谷歌和IBM等公司已经开发出原型机或商用机。日本和欧洲则在超导磁悬浮列车和核聚变装置等领域有较多的实践和创新。

当然，要实现超导技术的商业化和普及化，还需要克服一些技术和经济上的难题。比如，超导材料的制备和性能优化、超导设备的设计和制造以及超导技术的经济性和可靠性等，上述问题还有很长的一段路要走。

（据新华网、央视网、中新网、搜狐、新浪、网易、澎湃等整理报道）

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