LK-99很可能是第三类室温超导体
综合目前所有的实验现象和理论分析,我判断LK-99是第三类室温超导体的可能性已经近乎为真。
崔东植教授在1993年提出的isb理论——一维超导通道理论,认为实现超导要做到无机原子形成一维无机高分子链。在这条一维链上,如果能让对内部的某种原子挤压形成高压,使得这些原子被牢牢固定在原地,就可以给电子创造出一维方向的“高速通道”进而实现超导。
崔东植教授的两个学生李石培和金智勋,根据isb理论,找到了亚磷酸铅。这种无机物天生表现出一种圆柱链结构。通过烧结法向亚磷酸铅中掺杂铜离子,使Pb2+(2)离子被Cu 2+取代,导致轻微体积收缩,因此产生内应力,取代了原本需要的超高压。这就是lk-99。 https://zhuanlan.zhihu.com/p/646429805
以上是原论文做出的探索
但是仔细想想仅仅把材料碾碎均匀混合,烧制出来的材料结构肯定是无序的。 尤其是按照原论文的理论,需要的是高分子链,但是这样烧制就像在沙子里掺杂细铁丝一样,只能在微小的局部靠大数定理形成某种规律结构。
如果在某个局部,铁丝可以相连形成多个小型环状结构,那在这些环状结构中可以产生涡流,进而在宏观上表现出抗磁性。但是这些铁丝的环状结构封印在沙子中,而众所周知,导体和绝缘体串联,表现出来的是绝缘体。把导线插进沙子是无法导电的。 而且这种环形结构肯定会表现出各向异性,因为这里的涡流无法像其他超导体一样随意转换方向,他只能按照细铁丝连成的环状结构流动。因此无法像其他超导体一样表现出钉扎效应,而是像铁磁性一样,在一个固定的方向抗磁性最强。这很可能是所有制备出的表现抗磁性的lk-99都是半悬浮的原因。 这种随机散步还可能出现另一种情况——细铁丝在某个局部连接比较接近的网状或树枝状结构,但并不是完全联通,所以无法在常温下表现出零电阻。但是通过降温,可以让原本不是超导相的部分也转化为超导相,最终在某个温度所有细铁丝联通。此时会有很多细铁丝暴露在沙子外,因此会表现出导体的性质。但是因为这些细铁丝不形成环路,因此无法产生涡流,也就不能表现出抗磁性。
如果以上猜测是正确的,那现在的固相烧结法注定很难制备出一锤定音的样品,甚至烧出较大的有效成分都非常困难,不亚于攥一把筷子往天上一扔,落下来形成三维围棋棋盘一样的概率。 因此韩国团队转向另一个方向——气象沉淀法。在材料学气象沉淀法是个发现新材料的常用手法。他们发过另一个在铜基上气相沉淀合成lk-99的验证视频。如果之前的固相烧结法是沙子里掺细铁丝,那气相沉淀法至少是往桌子上丢筷子,形成环状和网状结构的概率一定大很多。当然,最强的lk-99一定是一维结构完全规则排列,但是至少我想不出如何在宏观世界让原子实现这点。
https://wallstreetcn.com/articles/3694820#from=ios?ivk=1
根据最新的HuynTak Kim接受采访的新闻稿来看,他肯定已经改进了固相烧结法,取得了较大的样本,并且详细测量了相关数据,因此他彻底确信lk-99确实是isb理论所预测的室温超导体。同时他也察觉到了固相烧结法的局限性,早已开始探索其他能稳定合成大分子一维结构的方法。
如果不是被踢出创始人团队的权永万提前爆出这个成果,李石培,金智勋,HuynTak Kim三人应该会继续潜心研究,直到彻底解决合成问题才公布答案。 然而权永万打乱了他们的计划,为了不被抢走自己的荣誉,他们选择放出固相烧结法制备jk-99的办法,既可以让其他人复现出自己早期测量的数据,又不至于让别人彻底和自己来到同一个起跑线。
不管怎么说,最近半个月室温超导体的进展几乎可以媲美过去40年的进步,乐观估计3到5年内材料学专家们就可以找到在宏观上合成有序排列的lk-99的方法。
当然就算到那时也不会像很多人期待的那样一跃而成科幻世界,lk-99的质地太脆,没法制作导线,结构也决定它很难完全悬浮。最多像氮化镓那样,在有限的场景改善已有的产品。 但是lk-99背后的isb理论将展现它的力量——如果亚磷酸铅掺铜能行,掺金行不行?或者还有其他一维线性无机物行不行?多试几次,说不定就找到更多可用的材料了呢!