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超导知识科普贴,最好能用人话来解释一下。
来吧,身寸给我,教育我们。

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拉1个涨停,a股股民就能跟你聊什么是超导
拉2个涨停,股民就能帮你疏通超导全产业链
拉3个涨停,股民就敢反驳科学家实验结果
敢拉翻倍,a股股民手把手教科学家怎么制作出超导材料

简单介绍一下什么是室温常压超导。学过初中物理的都知道每一种导电材料都有电阻,电在传输时会有电能损耗,损耗的电能会转化为光和热,所有用电发光发热的电器都是这个原理。科学家们一直想找到零电阻的材料,也确实找到了,但实现条件很苛刻,要么是巨大气压(百万倍),要么是极低温(零下一百多度),很难大规模应用。所以在形容超导之前,一定要加上室温+常压,否则就啥也不是。好吧,我们假设韩国人这次是真的,人类社会将会发生翻天覆地的巨变。电在传输的过程中没有损耗,这意味着人类在能量的使用上出现质的飞跃。我随便说几个。比如用超导材料做的cpu将不会发热,那它就可以摆脱原先散热的物理天花板而进行大幅超频,我们使用的电脑、手机的芯片性能短时间内就会有5-10倍的提升。用超导材料传输电能都接近零损耗,那现有的特高压输电的那一套东西肯定要被淘汰,全国那么多的高压电线、电站都会被拆除改建成超导电线、电站,这是一个天文数字的基建需求,我们起码5-10年都不用担心内需疲软,海量就业岗位诞生。有了超导材料后就不必再用零下100度的环境去实验核聚变,人类可能很快就会掌握可控核聚变,之后就有用不完的能量,在无人区建几个核聚变发电站,就可以满足全人类用电。储能技术有了超导材料加持也会质变,到时候汽车电池的续航乐观预期也在3000公里以上,你手机可能一年只需要充1-2次电即可。总之就是人类对能量(主要是电能)的掌握和运用,会达到科幻小说里的水平,因为那些科幻内容本来就是假设人类掌握超导技术后意淫出来的。所以我前面说了,如果室温常压超导技术一旦被确认,就是人类第四次工业革命的开始,接下来5年一小变,10年一大变,20年哇塞,30年目瞪狗呆,我们后半生有机会见证超级精彩的人类发展阶段。(猫笔刀)

超导是一种神奇的物理现象,指一些材料在很低的温度下,会让电流无限地流动,而不会有任何损耗或阻力。
这样的材料叫做超导体,它们有很多奇妙的性质和用途,比如可以制造出强大的磁铁、高速的列车、高效的电池等等。
但为什么超导体可以做到这一点呢?
要回答这个问题,我们首先要了解一下电流是怎么产生的。
电流其实就是电子在导体中移动的过程。
电子是一种带负电的微小粒子,它们存在于所有物质中,但是在不同的物质中,它们的活动程度不同。
在绝缘体中,电子被紧紧地束缚在原子里,不能自由移动;
在半导体中,电子可以在一定条件下跳跃到另一个原子上;
在导体中,电子可以脱离原子,自由地在整个材料中流动。
当我们给导体施加一个电压时,就相当于给电子一个推力,让它们朝着一个方向移动,形成了电流。
但是在导体中,电子并不是完全自由的。它们还要面对一个障碍,那就是晶格。
晶格是由原子核和周围的电子组成的一种有规律的排列方式,它们构成了导体的基本结构。
晶格在温度不为零时,会不断地振动和摆动,就像一群排列整齐,在广场上跳舞的大妈。
当电子在导体中流动时,就会遇到晶格的阻挠和碰撞,就像是一个人在大妈中穿行时,会被跳得起劲的大妈撞到或拦住。
这时电子就会失去一部分能量,并且改变方向或速度。这种能量的损失和方向的改变,就表现为导体的电阻和发热。所以在普通的导体中,电流总是会有损耗和阻力,你要穿过大妈们的广场舞阵型,会付出不少的能量,累得满头大汗。
那么电子如何减少能量损失呢?另一个办法就是把温度降低,让广场舞大妈们跳得不那么激烈,这样就不容易撞到了,就可以更快地通过了。
而当把大妈们的温度降到绝对零度附近时,她们就基本上跳不动了,这时候电子就可以顺利地通过,不会有任何电阻和损耗。
另一个办法就是所谓的BCS理论,两个相反自旋(spin)的电子通过交换声子(phonon)而产生一种束缚态,形成一个库珀对(Cooper pair)。
这个库珀对是一种玻色-爱因斯坦凝聚态的玻色子,可以看作一个整体,不会受到晶格的整体效应驱动,可以避免晶格的碰撞和散射。
这就像两个电子发现了大妈们跳舞的阵法,利用她们的波动手拉手贴在一起,和大妈们保持一样的步调和方向,就不会被大妈们撞到,而顺利地穿过广场了。
这种库珀对需要一定的温度、压力、结构和磁场等因素来维持它们的形成和运动,当这些因素超过一定的临界值时,库珀对就会解散,超导体就会失去超导性,变成普通的导体,你们又无法穿过广场舞大妈阵了。
而这次韩国科学家们发现的室温超导体LK-99则没有遵循BCS理论,没有什么库珀对,它由两种不同类型的铅离子(Pb1和Pb2)和磷酸根离子(PO4)组成。
当铜离子替代部分Pb2离子时,就会造成材料的微小收缩和畸变,从而在Pb1和PO4之间形成了一种类似于绝缘层的势垒。当电子在这个势垒上流动时,它们就会利用量子隧穿的效应,穿过这个势垒,从而实现零电阻和零损耗。
这就像有人在大妈中安插了一些奸细,这些奸细大妈在别人跳得起劲,热火朝天的时候却一动不动,一声不吭,形成了一种量子阱,部分电子就趁机从她们那儿隧穿过去,毫无阻碍地形成了电流,从而让材料成为了超导体。
总之,这次韩国科学家发现的室温超导材料,是通过他们导师的非主流理论制取的,没有遵循常规的BCS超导理论,究竟是不是真的实现了,让我们拭目以待吧。

韩国2个游走在科研边缘的小人物,继承导师的临终遗愿,拉了一位韩国本土教授一起,搞室温超导项目。后来,觉得韩国本土教授理论基础不太行,就又拉了一位美国韩国裔大牛教授一起搞。后来,这两位教授觉得这个项目越来越靠谱,是有潜在能力拿诺贝尔奖的,而韩国教授自认为在组内的地位低于2个小伙子和美国大牛教授,就想出阴招争第3作者(诺奖规定,一奖不能发给超过3个人),抢先发论文。美国大牛不服气,马上跟着发了更详细的论文。引起了全球各大实验室跟风实验。但是,2位小伙谨遵导师遗嘱:没搞完没前,要悄悄搞不要露底。所以,各大实验室的复现,目前都是失败的。因为有大牛教授赌上声誉的加持,大家目前主流态度是:有可能,真让这2小人物,搞出了 常温超导。新一轮工业革命,可能要来,房价翻倍不是梦。

室温超导如果实现,那么毫不夸张地说,人类即将进入革命性的新纪元!
第一个革命的就是常温可控核聚变,可控核聚变之所以这么难,其实就是因为反应堆在运行时,其内部温度可达上亿摄氏度,一般的材料完全无法承受,只能用电能产生的磁场进行约束。
问题在于,电能产生磁场的时候,因为电阻的存在,绝大部分电能变成热量消耗掉了,导致如今的核聚变始终无法解决投入大于产出的问题,也就不具备实用性。
所以核聚变的一大瓶颈就是电阻,而要降低电阻,最好的办法就是实现超导,超导过去只能靠低温实现,举全世界之力造的国际热核聚变堆ITER,就是采用了超低温超导技术,但因为要配套复杂的液氦冷却系统,工艺复杂,造价高昂,已经花了上千亿人民币,还没造好。
如果实现了常温超导,就不再需要那些冷却设备,可控核聚变的难度马上降低90%以上,核聚变发电投入商用就不远了,到时候发电就是白菜价中的白菜价。
发电的问题解决了,输电的问题靠超导同样能解决,在过去,三峡大坝发10亿度电,但经过长输电网的传输,损耗能达到三分之一,只能靠特高压输电网来减少损耗,但投资巨大。
有了常温超导材料,电阻无限接近于零,传输电流也就不会有损耗,同样能够成几何数降低输电损耗,再次降低用电成本,当电能极度廉价后,会给人类带来巨大福利。
可以用电淡化海水,就有了用不完的淡水,可以直接将沙漠变成森林;
可以用移动式光源照射大棚立体种植,意味着人类有吃不完的粮食和蔬菜;
可以用电能实现二氧化碳合成淀粉,如果拿来养牲畜的话,意味着人类有了吃不完的肉;
城市中的霓虹灯永远不关停,任何时候都是一篇灿烂星海;
交通行业,高铁会磁悬浮化,不仅票价更便宜,而且跑得更快,一小时说走就走上千公里;
医疗行业,医院里常见的MRI(磁共振成像)技术,会因为超导技术的实现迅速廉价化,让所有人都看得起;
甚至我们的电动车,也会因为超导材料的使用,实现充电一次,续航2000公里,当然,我更愿意相信,有了室温超导,我们极大概率不需要电动车这种玩意了,会有更先进的交通工具;

2023-08-01 17:05

先信卖给后信

2023-08-01 17:13

科学界有个主流观点,超导需要物质处于外部的高亚低压下才能实现,上个世纪70年代,苏联科学家提出一个大胆设想,改变物质内部结构,让物质内部产生极强内应力,取代外部的高温低压
但苏联人这个设想没成功,没想到几十年后,韩国材料学家偶然搞出了一个物质,用更小的铜原子替换铅原子让结构内部收缩产生内应力,实现了抗磁,并可能有超导,间接实现了苏联人的猜想
超导材料一定抗磁,但抗磁材料可不一定超导,因为样本还太小,虽然笃定是抗磁材料,但无法测试是否超导
但换句话说,韩国人的lk99材料,就算只是一个有趣的抗磁材料而不是超导材料,但也足够牛逼了
因为这个材料至少证明了苏联人用增大内应力实现室温超导的思路,是可行的,未来科学家搞室温超导就会大力拓展这条路

2023-08-01 19:19

超导其实是数学概念,正如一阶导,二阶导一样,但凡超出我们能力的导数都叫超导。。。。

2023-08-01 17:55

这么给你说吧,以前的TT摩擦系数很大,你只能坚持3分钟,超导的TT摩擦只有以前的1%,你可以坚持300分钟