近日，美國(guó)羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯（Ranga Dias）于美國(guó)物理學(xué)學(xué)會(huì)上宣布，他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種可以在室溫條件下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的新材料。
根據(jù)迪亞斯透露，該材料主要由氫、镥、氮元素合成，其在21℃和1萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可以進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)。
由于消息太過(guò)勁爆，這道科學(xué)界的閃電已然“超導(dǎo)”到了資本市場(chǎng)。3月9日，永鼎股份(600105.SH)、百利電氣(600468.SH)、法爾勝(000890.SZ)報(bào)收漲停，西部超導(dǎo)（688122.SH）、聯(lián)創(chuàng)光電（600363.SH）、中超控股（002471.SZ）等超導(dǎo)概念股一度快速?zèng)_高，但隨后在獲利了結(jié)中回吐漲幅。
3月10日，超導(dǎo)概念股快速回暖，百利電氣直線漲停，永鼎股份拉升翻紅，股價(jià)一度跌超7%，當(dāng)日收盤(pán)上漲3.04%。
那么這則消息到底靠譜么？在產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)層面有何具體意義？
對(duì)此，中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院研究員周城雄在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示，該項(xiàng)研究在驗(yàn)證與商業(yè)化上還有很長(zhǎng)的路要走。但若的確實(shí)現(xiàn)突破，將有望在核磁共振，可控核聚變，儲(chǔ)能等領(lǐng)域有所建樹(shù)。
顛覆可能
超導(dǎo)現(xiàn)象于1911年由荷蘭物理學(xué)家?？恕た帧ぐ耗崴故状卧诠?.15K（開(kāi)爾文溫度，4.15K即-268.8℃)時(shí)被發(fā)現(xiàn)。近百年中，科學(xué)界也通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了許多不同元素、化合物在不同溫度，不同凝聚態(tài)下的超導(dǎo)現(xiàn)象。
“剛開(kāi)始發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)的時(shí)候都是接近絕對(duì)零度的。后來(lái)，科學(xué)界發(fā)現(xiàn)的所謂‘高溫超導(dǎo)’其實(shí)也是在極低的溫度下實(shí)現(xiàn)的?！敝艹切郾硎?。
此前，中科院物理研究所趙忠賢院士曾因在釔鋇銅氧中獲得了90K（-183℃）以上的高溫超導(dǎo)體，打破了傳統(tǒng)理論計(jì)算斷定的超導(dǎo)體臨界溫度上限。憑此創(chuàng)舉，趙忠賢與屠呦呦一起榮獲2016年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。
即便如此，趙忠賢院士研究得到的超導(dǎo)臨界條件仍在100K以下，條件仍極為苛刻。
“要讓超導(dǎo)材料接近絕對(duì)零度，就需要液氦降溫，但絕大多數(shù)的國(guó)家都無(wú)法制造液氦制冷設(shè)備。我國(guó)中科院也是在2021年才實(shí)現(xiàn)了液氦制冷裝備的突破。”周城雄告訴記者：“所以，具備越高超導(dǎo)臨界溫度，超導(dǎo)材料就越有市場(chǎng)價(jià)值?！?/p>
毫無(wú)疑問(wèn)，21℃（293K）及1萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件，對(duì)此前嚴(yán)苛的超導(dǎo)臨界條件有了顛覆性的提升?！耙蝗f(wàn)個(gè)大氣壓聽(tīng)起來(lái)很大，但在工業(yè)上已經(jīng)算低壓了，很多常規(guī)實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)加工中的加壓設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)一萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)?！敝艹切鄹嬖V記者。
而即便實(shí)驗(yàn)的結(jié)論無(wú)疑是顛覆性的，其可靠與真實(shí)性，仍然有待驗(yàn)證。
事實(shí)上，去年10月迪亞斯團(tuán)隊(duì)的研究“首個(gè)室溫超導(dǎo)體”論文曾一度登上美國(guó)《自然》雜志封面，但此后卻被雜志強(qiáng)制撤稿。
因此，該團(tuán)隊(duì)本次公開(kāi)的結(jié)論也引來(lái)了不少質(zhì)疑。
“撤稿其實(shí)有幾種情況，首先是存在造假的可能性，其次是實(shí)驗(yàn)流程出現(xiàn)問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠，其他實(shí)驗(yàn)室也無(wú)法重復(fù)出來(lái)，有故意的，也有無(wú)意卻不可靠的原因?！敝艹切郾硎尽?/p>
而對(duì)于該超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果究竟是否可信，周城雄也給出了屬于他的看法。
“真實(shí)的可能性是有的，可突然之間出現(xiàn)這么大的突破是不太常見(jiàn)的?？萍嫉陌l(fā)展事實(shí)上都是漸進(jìn)式的。就像瓦特的蒸汽機(jī)一樣，在瓦特之前蒸汽機(jī)就已經(jīng)被發(fā)明了，只是效率比較低，瓦特只是對(duì)它進(jìn)行了改進(jìn)?！敝艹切巯蛴浾叻治龇Q(chēng)。
“當(dāng)然我們不能直接否認(rèn)其作出突破性進(jìn)展的可能，但在絕大多數(shù)情況下科技仍然是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，這樣的突破是可遇不可求的。”
他還向記者透露，目前科學(xué)界對(duì)這一創(chuàng)舉普遍持“謹(jǐn)慎樂(lè)觀”的態(tài)度，也有部分科學(xué)家試圖對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行復(fù)核，但得到的臨界結(jié)果仍然是“70K左右，百萬(wàn)大氣壓”。
不過(guò)，周城雄也指出，由于工藝、技術(shù)、操作存在差別，包括氫镥氮化合物的具體細(xì)節(jié)尚未披露，個(gè)別的驗(yàn)證行為仍不能否認(rèn)該創(chuàng)舉的真實(shí)性，也有可能“其他團(tuán)隊(duì)永遠(yuǎn)無(wú)法對(duì)其驗(yàn)證”。
值得注意的是，在迪亞斯團(tuán)隊(duì)此前的報(bào)告中，迪亞斯曾強(qiáng)調(diào)，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了自己團(tuán)隊(duì)的多次重復(fù)驗(yàn)證。
可在儲(chǔ)能、可控核聚變等領(lǐng)域應(yīng)用
倘若該實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證，并實(shí)現(xiàn)了一定的經(jīng)濟(jì)性，那么其可以被應(yīng)用在哪里領(lǐng)域？
“比如普通人能接觸到的就是核磁共振。在超導(dǎo)材料的應(yīng)用下，核磁共振能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)力的穩(wěn)定磁場(chǎng)，且不需要消耗過(guò)多電能。比如磁懸浮列車(chē)，超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等，包括超導(dǎo)線路的通信，都可以起到明顯降低功耗，加快效率，降低成本的功效。”周城雄告訴記者。
他還指出，超導(dǎo)體對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)研究的可控核聚變有著非常大的意義。目前可控核聚變所需要磁約束能量消耗大于從核聚變中采集的能量，因此做不到可控核聚變發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性。而一旦成本較低的超導(dǎo)設(shè)備在可控核聚變裝置中得到應(yīng)用，便有望改變可控核聚變沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性的核心難題。
另外，周城雄也提到了超導(dǎo)在儲(chǔ)能方面的應(yīng)用，指出由于超導(dǎo)體內(nèi)部不存在能量消耗，可以進(jìn)行極大密度的能量存儲(chǔ)。
除實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證需求之外，周城雄也指出，技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，事實(shí)上還需經(jīng)歷很長(zhǎng)的過(guò)程。
“比如說(shuō)這個(gè)材料能不能做成線材、線圈，這決定了材料未來(lái)的應(yīng)用前景。也有可能他壓根就做不成線圈?！彼硎荆骸氨热缡⑻祭w維等，雖然這些材料的優(yōu)異性能很早就為人所知，但它們實(shí)現(xiàn)在商業(yè)化問(wèn)題上往往需要一個(gè)過(guò)程，需要考慮如何與產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)合，也需要考慮工藝和成本的問(wèn)題。”
另一方面，記者也了解到，迪亞斯團(tuán)隊(duì)公布其制備的超導(dǎo)材料中，合成材料所需的镥（Lu）元素，事實(shí)上是一種稀土微量元素。
“如果真正實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，那么其對(duì)稀土供需應(yīng)該是會(huì)有影響的?！敝艹切郾硎??！帮迨窍⊥林凶钌俚慕饘僭刂?。在別的礦物材料中也幾乎無(wú)法提煉到镥元素?！?/p>
也有分析人士指出，迪亞斯團(tuán)隊(duì)能獲得突破性發(fā)現(xiàn)，恰恰是由于镥元素在實(shí)驗(yàn)室中也比較少，所以先前沒(méi)有太多實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)镥化合物進(jìn)行過(guò)嘗試，因此镥元素的稀缺和采用與本次發(fā)現(xiàn)的突然性有著一定的邏輯關(guān)聯(lián)。
不過(guò)周城雄也指出，雖然镥元素的稀缺性很高，但該元素在地殼中的平均豐度仍然是黃金的200倍。
“镥超導(dǎo)材料的商業(yè)化仍然是可行的，并不一定會(huì)對(duì)稀土需求造成特別重大的沖擊?！彼硎?。
A股超導(dǎo)概念分量
室溫超導(dǎo)引爆A股，資本市場(chǎng)一片沸騰，眾多超導(dǎo)概念股一時(shí)脫穎而出。
21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者注意到，永鼎股份主營(yíng)產(chǎn)品是第二代高溫超導(dǎo)帶材及其應(yīng)用設(shè)備，以及超導(dǎo)（通用）電氣產(chǎn)品。第二代高溫超導(dǎo)帶材可廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、核電、電網(wǎng)、交通、醫(yī)療、軍事、工程等領(lǐng)域。電力方面，超導(dǎo)帶材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅材的應(yīng)用產(chǎn)品有超導(dǎo)風(fēng)機(jī)、超導(dǎo)電纜、全超導(dǎo)可控核聚變堆、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)等。
永鼎股份工作人員對(duì)外表示，公司在超導(dǎo)材料領(lǐng)域布局較久，雖然目前相關(guān)產(chǎn)品占公司業(yè)績(jī)比重不大，但公司將持續(xù)向前推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。但是，室溫超導(dǎo)公司目前并不涉及，因?yàn)閺募夹g(shù)層面來(lái)說(shuō)還很難實(shí)現(xiàn)。室溫超導(dǎo)要在1萬(wàn)倍左右標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下才能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)態(tài)，目前從成本上來(lái)看，加壓到1GPa跟公司從事的第二代高溫超導(dǎo)相比，后者的成本會(huì)更低，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的前景也會(huì)更好。
西部超導(dǎo)主要從事超導(dǎo)材料及其應(yīng)用的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售；百利電氣控股子公司北京英納超導(dǎo)技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)較早成立的專(zhuān)業(yè)研發(fā)高溫超導(dǎo)材料的企業(yè)，該公司具有鉍系高溫超導(dǎo)線材的研發(fā)優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，其超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)目前仍處于技術(shù)研發(fā)階段。
3月10日，雪人股份（002639.SZ）在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，超導(dǎo)加速器中的超導(dǎo)磁體和超導(dǎo)加速腔需要接近絕對(duì)零度的低溫冷卻實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電性。公司的氦氣螺桿壓縮機(jī)已應(yīng)用于中科院理化所“-271°C超流氦大型低溫制冷裝備”等項(xiàng)目中。
中航證券研報(bào)指出，目前全球超導(dǎo)市場(chǎng)以低溫超導(dǎo)為主，國(guó)內(nèi)低溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用占超導(dǎo)市場(chǎng)總量的90%以上，高溫超導(dǎo)材料仍處于商業(yè)化初期。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的潛心發(fā)展，我國(guó)已成為國(guó)際超導(dǎo)材料和應(yīng)用技術(shù)研發(fā)的中堅(jiān)力量，目前已基本掌握了各種實(shí)用化超導(dǎo)材料的制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)材料的商業(yè)化生產(chǎn)。
但值得注意的是，有多家公司已公告澄清與室溫超導(dǎo)無(wú)關(guān)。
3月10日，永鼎股份發(fā)布澄清公告，公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為通信科技、海外電力工程、汽車(chē)線束及超導(dǎo)電力，不涉及“室溫超導(dǎo)”相關(guān)業(yè)務(wù)，也未開(kāi)展相關(guān)研發(fā)和投入。公司下屬全資子公司東部超導(dǎo)科技（蘇州）有限公司主營(yíng)第二代高溫超導(dǎo)帶材及其應(yīng)用設(shè)備以及超導(dǎo)（通用）電氣產(chǎn)品，與“室溫超導(dǎo)”無(wú)關(guān)。
