摘要：日前，一批韩国科学家连发两篇论文，宣称造出了一种在室温和环境压力下完美的超导材料——LK-99。消息一出，人们惊呼：如果是真的，可以直接拿诺贝尔奖。更有甚者表示地球OL终于要更新版本了吗？

导语：日前，一批韩国科学家连发两篇论文，宣称造出了一种在室温和环境压力下完美的超导材料——LK-99。消息一出，人们惊呼：如果是真的，可以直接拿诺贝尔奖。更有甚者表示地球OL终于要更新版本了吗？

但随即，这个事情遭到了各方面的质疑，各国科学家正紧锣密鼓复制实验。为什么科学家热衷研制超导材料？超导材料对未来人类社会有什么重大意义？如果这次室温超导被证实是真的又会对人类社会有什么实质性地影响？让我们来一探究竟！

一、行业简介

1、 什么是超导？

超导是一种特殊的物理现象，指的是某些物质在低温下可以表现出电阻为零的性质。这种物

质被称为超导体。这是二十世纪最重要的科学发现之一。

2、 超导的发展历程

1911年昂尼斯等人用液氮冷却金属汞以研究金属在低温下的电阻行为时发现，汞的电阻并不像预期中随温度降低而逐渐减小，而是在温度降至4.2K左右（等同于-268.98℃）时急剧下降，以至完全消失。这也就是超导体的第一个基本特征——完全导电性，指当降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。

1913年，昂尼斯因液氦的成功制备和超导现象的发现而获得了当年的诺贝尔物理学奖，并首次以“超导”一词来表达这一现象，寓意为超级导电。

1933年，德国物理学家迈斯纳和奥林菲尔德共同发现了超导体的另一个重要特征——完全抗磁性，即当材料处于超导状态时，将完全排斥磁场，超导体内的磁感应强度为零，人们将这种现象称为“迈斯纳效应”。

随后，巴丁、库珀和施里弗在1957年提出了著名的BCS理论，这个理论把超导现象看作一种宏观量子效应，成功解释了金属或合金超导体的超导电性微观机理。

至此，超导体的三大基本特性完全导电性、完全抗磁性和宏观量子效应均已奠定。

二、超导体的分类

目前已知的超导材料：

1、低温超导

临界温度Tc<25K的超导材料称为低温超导材料，目前已商业化的包括NbTi（铌钛）和Nb3Sn（铌三锡）。

由于NbTi和Nb3Sn具有优良的机械加工性能和成本优势，其制备技术与工艺已经相当成熟。目前低温超导的下游应用主要包括加速器磁体、核聚变工程用超导磁体、核磁共振磁体、通用超导磁体等，基于低温超导材料的应用装置一般工作在液氨温度（约4.2K)。在相当长的时期内，低温超导材料仍将是最主要的超导产业支柱性材料。

2、 高温超导

临界温度Tc>25K的超导材料为高温超导材料，具备实用价值的主要包括铬系（例如Bi-Sr-Ca-Cu-O、BSCCO、Tc=110K)、铭系（例如Y-Ba-Cu-O、YBCO、TTc=92K）和MgB2超导材料(Tc=39K)、铁基超导材料等。

其中铙系和钯系高温超导材料属于氧化物陶瓷，在制造工艺上须克服加工脆性、氧含量的精确控制及与基体反应等问题，因此生产成本较高,目前尚处于商业化初期阶段。

目前高温超导的下游终端应用主要包括超导电缆、超导电机、超导变压器、超导滤波器等,基于高温超导材料的应用装置一般工作在液氢温度(约20K)至液氮温度（约77K)之间。

3、 常温超导

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。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。

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。

三、超导的使用场景

1、MRI（磁共振成像仪）

MRI是当前超导材料最主要的应用领域，但目前我国人均MRI拥有量与发达国家仍存在较大差距，需求缺口尚存。

2、加速器

超导磁体和超导导线在加速器的设计中发挥着重要的作用。超导电磁铁可以产生极强的磁场，用于驱动粒子所需的快速运动。

3、能源输电

超导材料的使用可以实现高效的能源输电。由于超导电线不会产生电阻，不会损耗能量，因此它可以将电能输送到更远距离，节约耗损的能量，降低能源运输的成本，提高能源传输的效率。

4、 飞行器

超导技术也可以应用在飞行器的设计中。由于超导材料可以在非常低的温度下运作，可以用来制造极为轻便的飞行器和发电机，使其具有更高的速度和机动性。

5、 磁悬浮列车

利用超导悬浮可制造无磨损轴承，将轴承转速提高到每分钟10万转以上。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验，1987年开始，日本开始试运行，但经常出现失效现象，出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。

四、国内超导行业的发展现状

国内在产业政策方面也对超导材料的发展方向做出了相关支持，历年出台的各类新材料行业发展政策推动了超导材料的发展和革新。

目前国内也是以低温超导材料为主，其应用占超导市场总量的90%以上。我国在商业化超导强电和弱电应用技术等方面已基本达到国际先进水平，但由于产学研用结合不紧密、创新链和产业链不完整，导致我国在高端医疗设备、分析仪器、科研装备等超导技术应用方面存在明显差距。

四、超导行业投资逻辑

短期来看,医用领域磁共振成像仪用MRI超导线材的需求增长将成为超导业务扩张的主要驱动力。中期来看,伴随着我国半导体行业的产业升级,大尺寸半导体级单晶硅的技术迭代升级将加速国产化替代并拉动MCZ市场的发展,同时兰州重离子加速器项目等国家重点工程将有望驱动超导业务的中期发展。长期来看,超导业务的长期发展愿景将聚焦于CFETR以及超导磁悬浮等多个项目。

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。

五、超导行业主要参与公司

目前国内超导行业主要涉及线材、超导滤波器、超导限流器这几个方向，线材方面汉缆股份、西部超导已实现量产。当前西部超导是目前国内唯一实现超导线材商业化生产的企业，也是全球唯一的铌钛锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业，其低温超导线材技术已达国际领先水平。