近日一个来自韩国的科研团队发布论文中表示合成了全球首个室温常压超导材料，此举意味着可以在常压室温环境下表现出超导性。室温超导概念或将引领工业革命！研究成果仍有待进一步复现及验证真伪，但仍值得关注。超导材料具备零电阻、完全抗磁性、量子隧穿效应性质。现阶段高温超导应用领域广泛，市场潜力较大。机构建议关注实现高温超导商业化设备规模化放量的龙头公司和高温超导带材供应商。
7月22日，一个来自韩国的科研团队在预印本平台arXiv上传了其最新的研究成果《TheFirstRoom-TemperatureAmbient-PressureSuperconductor》，他们在论文中表示合成了全球首个室温常压超导材料——改性铅磷灰石晶体结构LK-99（下文称LK-99）。该材料在常压下的超导转变临界温度为127℃（400K），意味着可以在常压室温环境下表现出超导性。但该研究成果仍有待进一步复现及验证真伪。
韩国研究团队宣称合成全球首个“室温常压”超导材料
目前大多数超导材料的转变温度都在40K（-233℃）以下，限制了其在能源、医疗、信息、精密测量等领域的广泛应用；目前仅发现铜氧化物超导体和镍氧化物超导体2种转变温度达到液氮温区77K（-196℃）的非常规超导材料体系。此次韩国科研团队公布的超导材料体系在“室温常压”（转变温度约400K（127℃））下即展现超导性。若被复现成功，这将是超导领域革命性的进步。
室温常压超导材料有望在诸多领域深刻变革世界
目前的超导材料的应用局限于低温和高压环境，如果室温常压超导材料取得突破，将在能源、交通、计算、医疗检测等诸多领域产生变革：
更高效的能源传输与存储：超导材料可利用自身零电阻的特性无损耗地传输电力，使得能源传输效率、稳定性和可靠性极大提升；
更高速的交通方式：室温常压超导材料将进一步推动磁悬浮列车的发展落地，同时也将助力电动汽车续航能力的提升，推动交通工具运行速度不断提升，深刻影响高速交通方式变革；
更快的信息处理速度：在低温环境下超导材料呈现量子特性，可被用于量子计算机的搭建，其运算速度远超现有计算机，或将在信息处理领域带来巨大变革；
更先进的治疗手段：超导材料在医学领域中被应用于精密检测，如MRI、超导线圈等。常压室温超导材料可推动医疗设备的小型化和便携化，进而助力医疗技术的发展进步。
LK-99材料体系实际性能仍需进一步复现验证
由于LK-99体系的性能（临界温度、压力）大幅超越以往超导材料体系，对该成果持质疑态度的研究者不在少数。此次韩国研究团队在预印本平台上传的论文中详细披露了具体的合成方案，目前已有研究团队尝试复现该成果，预计很快将会有进一步的验证结果。
室温常压超导的实现有望引领新一轮工业革命，路虽远，行则将至
今年以来，室温常压超导领域频发突破性研究成果，每一次都引起全球科学家的关注，究其原因，便是室温超导的实现将深刻变革目前的能源体系、信息处理与传输体系，并在医疗检测、高速交通乃至可控核聚变等诸多领域带来进步。尽管目前相关技术仍不成熟可靠，但每一点技术革新的可能都值得持续关注。
超导材料具备零电阻、完全抗磁性、量子隧穿效应性质
超导现象是物质的电阻在某一低温下变为零的现象，最早于1911年由荷兰科学家昂内斯发现。超导具有3个临界值，即临界温度Tc、临界电流Ic和临界磁场Hc。三者之间相互制约并形成临界值曲面，只有当温度、电流和磁场在临界值曲面上或内部时，物质才会进入超导态，拥有零电阻、完全抗磁性、量子隧穿效应等特性。低温超导是指在非常低的温度下（通常是液氦沸点以下，即-269°C），超导材料表现出零电阻的现象，低温超导材料主要有NbTi和Nb3Sn材料等。高温超导是指在较高的温度下（通常是液氮沸点以下，即-196°C），超导材料表现出零电阻的现象，高温超导材料主要有Bi-Sr-Ca-Cu-O（BSCCO）和Y-Ba-Cu-O（YBCO）材料、MgB2超导材料、铁基超导材料等。
高温超导具有使用成本低、应用限制少两大优势
高温超导材料的工作温度更高，可以使用更便宜、更容易获得的冷却剂，因此具有更广泛的应用前景。这些材料不仅比早期的超导材料工作温度高很多，而且在常压下也能实现超导。目前高温超导的代表性材料主要是BSCCO和ReBCO，其临界温度都在液氮温区（77K）以上。BSCCO超导带材的研发和产业化进程早于ReBCO,因此被称为第一代高温超导带材，后者被称为第二代高温超导带材。相比于低温超导，高温超导可以工作在更高的温区，有更高的热惯性，因此鲁棒性更强，可以将其应用在更为复杂恶劣的环境中，这大大拓展了超导技术的应用范围。此外铁基超导体具备良好的金属性、高Tc、极高的上临界磁场、较小的各向异性、且可采用低成本PIT法制备；MgB2超导体结构简单，制备成本低，可承载电流高，各向异性也比Bi系和Y系小得多，相关长度较大，不需要高度织构，可采用低成本的PIT工艺制备。
高温超导应用领域广泛，市场潜力较大
超导在实际应用中，超导体会被制成线材或带材使用。第二代(2GHTS)稀土系线材采用外延法生长超导薄膜制备，工艺较复杂，但银的用量少成本低，且具有更高的载流能力和良好的机械性能，在磁场中特性几乎不变，电流密度高，交流损耗小，是实用的高温超导线材中性能最高、商业化前景最好的材料。目前，在第二代高温超导线材的研究和应用上持续投入大量时间和经费，并将其作为下一代能源、交通和医疗等领域的关键支撑技术。其重点应用包括感应加热、磁约束可控核聚变、超导储能、超导电缆、核磁共振成像、超导磁悬浮、超导电机、粒子加速器等。如高温超导感应加热与传统交流感应加热比较具备效率高、加热质量高、可加热各种有色金属材料、安装维护简单便捷等优势；超导磁储能系统将电磁能存储在超导储能线圈中，具有反应速度快、转换效率高、快速进行功率补偿等优点，在提高电能品质、改善供电可靠性及提高大电网的动态稳定性方面具有重要价值；高温超导电缆因采用了无电阻、高流通密度的超导材料作为导电体，能够进行大容量输电同时降低损耗等。
（来源：浙商证券、民生证券、东吴证券）
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