2004年-2020年，超导技术，从中国追赶世界，到世界追赶中国

2023年7月22日，韩国两篇室温超导材料的论文，发布到arXiv预印版平台上，引起了全球科学界的热议。

arXiv预印版平台是什么，为什么会引起这么大反响？

arXiv预印版平台于1991年8月14日，由物理学家保罗·古茨温创建，共同创建人还有李开复。

创建之初，它是作为一个分享物理学研究成果的网站，用来分享和交流，后来逐渐增加了数学、计算机、经济、生物等学科，现在是美国康奈尔大学在维护。

什么叫预印版呢？实际上就是没有经过同行评议、验证过的，也没有在其他国际正式期刊发表过的，可以说就是初稿，并且只管发布，不对内容进行审议，也就是内容质量是无法保证的。

那么，为什么不到正式期刊发布，要到arXiv预印版平台发布呢？

因为做理论研究很难，有一点点的进步，但是还没有明确的结论之前，很难去发表在正式的期刊上。那么发布在arXiv预印版平台，就可以证明你在这方面做了研究。

韩国撤回室温超导论文，承认有错误，指责系个人违规发表

这次韩国一共发表了两篇，都是2023年7月22日发布，一篇是7:51发布，另一篇是10:11发布。

这两篇内容一经发布，就在全球引起热议，因为如果真的发现了室温超导，那么就是妥妥的会改变世界了。

同时也引起了全球的质疑，因为美国团队、印度团队的室温超导闹剧历历在目。

1911年，荷兰物理学家昂内斯发现了零下268.8摄氏度，汞金属电阻为0，也就是超导。于是汞成了全球发现的头一个超导体。

荷兰科学家麦林·昂内斯

随后的100多年，人类都在不断研究，让超导体能接近室温条件存在，毕竟材料是需要离开实验室，应用到生活当中的。

室温超导是100多年来，科学界的梦想，有10人因为超导研究获得诺奖，我国的国家科学奖也多次发给超导领域的研究者。

7月22日，韩国宣布成功合成了127摄氏度下的铅-磷灰石LK-99室温常压超导体。

这一下，全球不少研究团队开始进行验证实验。不过结果并不理想。

7月28日，韩国这个研究团队表示，相关内容并没有完成，并且“有很多错误”，其中一名团队成员未经团队许可，擅自违规发布，已经要求平台下架。不过8月2日查询，内容依然没有下架。

2023年8月2日查询结果，内容未下架

韩国方面也给了具体解释：

先发布的一篇，作者是李锡培、金智勋、权英完。这个权英完是高立大学的研究人员，团队表示正是权英完未经团队许可擅自发布。

后发布的一篇，作者是李锡培、金智勋、金贤卓、吴根镐。可以看到权英完不在作者之列。金贤卓在美国教物理，他接受美国媒体采访时表示，“还有很多缺陷”，“未经他本人允许的情况下发布的”。

而这个权英完，正是这个研究团队的CTO，不过他2023年上半年已经离职，因此团队声称他的所作所为跟团队无关。

韩国高丽大学主楼

高丽大学发表声明，无法跟权英完取得联系。

李锡培是团队负责人，尽管他表示并没有准备好发表相关研究成果，但实际上他们早在2023年4月份，就把相关内容发布在韩国国内的科学期刊上了。同时把这些材料向国际期刊申请了审查。也就是并非“没有准备好”。

而2022年8月份，李锡培团队就把LK-99申请了专利。

2023年7月31日，这个团队的成员金贤卓表示，已经修正了内容中的错误，重新发表。

经过查询，可以看到，7月29日，经过修改的版本就重新发布了，也就说所谓“团队成员擅自违规发布，已经要求arXiv平台下架”根本就不存在。难道是已经无法取得联系的权英完，义务帮团队进行了修改？权英完既然已经离职几个月了，自然无法获得新的实验数据了。

这个期间，世界各国的研究也没有闲着。

7月28日，我国南京大学物理学院研究团队表示：

我们仔细分析了他们的数据，从三个方面——电阻、磁化和磁悬浮，都不足以说明它是超导现象（材料）。

英国牛津大学研究团队则表示：

目前下定论还为时过早，他们还没有得到这些样本超导性的有力证据，因为缺乏超导性的明确标志，如磁场响应和热容量。

7月30日，我国上海超导研究团队表示：

韩国研究团队公布的超导体极大概率不是室温超导。韩国团队报道的测试手段和方法，并不是很正统的超导材料验证实验。他们报道材料的合成方法非常明确且简单，但测试方式和数据的呈现形式以及数据的严谨程度都非常粗糙，更和国际认可的一些验证超导性能的测试方法差距很大。

关于超导的研究，上海研究团队表态了，结果基本就定了。至于为什么，下一部分内容解释。

7月31日上午，北京航空航天大学研究团队表示：

在改性铅磷灰石中存在室温超导体的说法可能需要更仔细的再研究，特别是在电传输特性方面。

中国科学院金属所沈阳所研究团队则经过实验后，在arXiv平台上发布了韩国团队研究成果无法证实的内容。

8月1日，一则华中科技大学证实韩国LK-99超导的作品引起热议。

但随后研究团队就出来辟谣了，团队只是合成了可以磁悬浮的LK-99晶体，并非证明是室温超导。显然这是一场自媒体断章取义的自嗨。

美国阿贡国家实验室干脆一点不留情面：

他们的团队简直太业余！他们对超导可能没有理解。

“有很多错误，却只修改了一处错误”、“声称成员违规发布，要求平台下架，却修改后再次发布”、“团队没有准备好，不准备公开，却在4个月前已经在韩国期刊发表”，至此，已经很明白了，这件事很韩国。

这件事，可能就这么淡下去，但是事件却在我国炸出了一群盲目崇拜国外的群体，殊不知，在超导领域，我国早就远远抛开了其他国家。

韩国展示的LK-99材料

在超导领域，中国早就远远抛开了其他国家

超导体，是在某一温度电阻为0的材料，如果能实现应用的话，无论是储能、磁悬浮列车、输电等等，都将产生天翻地覆的变化。

我国单单是输电，一年的损耗就不低于1000亿度电。在超导材料没有实现之前，我国点的科技树是特高压。这也是韩国团队LK-99发布后，很多人带节奏黑我国特高压技术的原因，他们笃定地认为中国点歪了科技树。

发现可以在实际生活中应用的超导材料，是科学界的梦想，但是这个梦想，100多年以来，仍然没有实现。

王猛展示镍氧化物La₃Ni₂O₇单晶超导材料

尽管超导是荷兰物理学家发现的，但是如今，引导超导研究的，却是中国，虽然我们起步很晚。

20世纪60年代，我国开始进行超导技术研究，比国外晚了半个世纪。

1960年，管惟炎回国，开始带领团队进行低温超导研究。

这时候，我国低温物理研究所建设还没有几年，低温物理研究所是洪朝回国后开始建设的，正好为低温超导研究提供了研究基础。

1965年，管惟炎团队成功制造出中国首个强磁场超导磁体，可以说是中国超导研究的一大步。

70年代起，我国全国各地成立了很多超导研究团队。

2023年5月29日，安徽合肥展示全超导托卡马克核聚变实验装备

1973年，国际研究发现超导材料铌锗合金，但是转变温度需要达到-249.92℃。这项纪录保持了13年。

1986年，美国贝尔实验室的柏诺兹和缪勒研究出了转变温度为-235.15℃的超导材料。

这时候，已经非常接近一个被称作“麦克米兰极限”的数值。

1968年，物理学家麦克米兰提出，超导体的转变温度不可能超过40K（-233.15℃），这被物理学界称之为“麦克米兰极限”。

就在1986年，我国中科院物理所的赵忠贤研究团队，制造出来零下224.55摄氏度的锶超导材料，让国际科学界为之一震。

赵忠贤先生

随后美国华裔科学家朱经武和吴茂昆也制造出了类似材料，不过转变温度只有-234.15摄氏度。跟中国团队还是有差距。

1987年1月，日本研究团队宣布，制取了-230.15℃、-227.15℃的超导材料。

随后，我国宣布，制取了转变温度为-224.55℃的超导材料。很快日本宣布，制取了-220.15℃的超导材料。

1987年，朱经武干脆联系我国赵忠贤团队，共同研究。因为此前赵忠贤团队曾带研究团队赴美国交流学习。

这一年，朱经武和赵忠贤共同发现了新的高温超导材料，-185.15℃，直接打破了液氮77K的“温度堡垒”，这是一项划时代的进步。

朱经武

1987年2月15日，美国华裔科学家朱经武、吴茂昆宣布制取-175.15℃的超导材料。

仅仅过了5天，2月20日，中国团队宣布，制取了转变温度高于-173.15℃的超导材料。这一次发现，被全球科学界认为中国走到了全球超导研究的排头。

1987年3月3日，日本团队宣布发现了转变温度为-150.15℃的超导现象。

1987年3月27日，美国团队宣布发现了-33.1℃的超导现象。这要是属实，将是超导一个重大进步。

因为当年，科学界一直认为传统超导体的转变温度无法高于-233.15℃。

日本东芝

1988年，日本开始在材料领域展现实力，日本研发出了-165.1℃的超导材料。

1988年，赵忠贤团队率先获得转变温蒂高于-173.15℃的铋系氧化物、铊系氧化物超导体。

此后，转变温度在-150.1℃的铊系化合物超导材料、转变温度在-140.1℃的汞系化合物超导材料相继被发现。如果实现高压，汞系化合物的转变温度，甚至能达到-111.15℃。

超导材料研究，毕竟还是要实际应用，并且研究方向很多：金属超导体、合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体、有机超导体、铁基超导体和其他氧化物超导体。

这100年来，有10位做相关研究的科学家获得诺奖。

诺奖得主

就这样，做了相关投入的国家，互相追追赶赶几十年，但时间不会总是陪着人类演戏。

2004年，中国的超导电缆经过测试，正式并网应用，全球仅有中国、美国、丹麦三个国家有此应用。

1995年，美国造出了30米长的超导电缆。

丹麦的超导电缆是2001年5月28日投入使用的，总共只有3段30米长的电缆。

2007年2月，日本东京工业大学宣布，发现了-251.15℃的氟掺杂镧氧铁砷化合物超导材料。

2008年3月25日，中科大和中科院物理所研究人员发现了-233.15℃的非传统超导材料。

2010年，我国首根冷绝缘超导电缆

就在这一年，我国赵忠贤团队将铁基超导体的临界温度提高到了-218.15℃，直接被国际学术界评为“全球领先”。

自此，无论是铁基等超导材料，还是超导理论研究，几乎都是中国科学家率先开展，也就是说，无论是超导材料还是超导理论，中国已经走在了世界前面，并且于其他国际团队保持着差距。

这也是为什么，韩国发布了LK-99室温超导材料，国际上都看重中国的复现验证的缘故。

实际上，在超导材料的应用上，中国拉下其他国家一大截。

宝钢建设的50米长超导输电线

2013年，我国30米，35千伏低温绝缘高温超导电缆挂网运行。

2016年，美国、日本、欧洲的铁基超导线还处于1米级别，中国已经达到了100米级别。这是什么意思呢？就是说国外的这些铁基超导体还是实验室水平，而中国已经可以规模化应用。

随后，长沙磁浮快线、北京地铁S1线、广东清远磁浮旅游专线、凤凰磁浮观光快线等纷纷上马。

这可都是商业运营线路。要知道，日本1987年就造出了MLU002磁悬浮试验样车，2013年才开始投入使用，而我国上海，早在2003年1月，磁浮线就投入使用了。

1992年，日本下水了一艘超导船，但一直未进入实用化阶段。

长沙磁悬浮列车

为什么上海超导水平能领先全球呢？

我国的超导材料，不仅仅在实验室水平，而是已经应用到强磁场、可控核聚变、输电、电动机等等很多产业之中了。

超导材料，分为低温超导材料和高温超导材料。低温超导材料需要液氦，成本高，制取难，2/3储量在美国，因此一直无法大规模应用。

低温超导，也仅仅只有中国、美国、德国、英国、日本掌握技术。韩国近年，也组装出了超导设备。

我国在高温超导电动机研究方面比较晚，2004年之前的研究很少，因为这个主要用在大型船舶、大型风电等设备。

在国际上公开发布了高温超导产品的国家，有美国、德国、韩国、中国、日本。

美国在2000年7月，造出了高温超导电机，不过功率比较低。到了2009年，美国超导公司正式推出36.5兆瓦的高温超导电机，用在美国海军的DDG-1000上。

美国的高温超导电机可以提供49000马力

德国研究高温超导电机是2001年，但是功率很低，仅有400千瓦，一直到2011年才正式推出4兆瓦的高温超导电机。

韩国2003年开始研究高温超导电机，刚推出来的产品只有75千瓦，2007年正式推出1兆瓦的高温超导电机。

日本则在2013年，推出了3兆瓦的高温超导电机。

我国是2004年开始研究高温超导电机，不过一直没有急于推出正式产品，一直到2012年才推出。为什么呢？

电机

韩国

德国

美国

中国

功率/兆瓦

1

4

36.5

1000

电压

3300

3100

6000

690

转速

3600

120

120

500

磁体温度

27K

30K

32K

30K

质量

未知

36T

75T

8T

这一组参数一看，应该就明白了，韩国即便是堆参数，也没有拿到好数据。甚至可以说，只有中国和美国的高温超导电机可以实际应用。

此前，我国一直在研究低温超导电机，并且早在20世纪90年代就出了产品。为了弥补高温超导电机方面的技术空白，712所承担了研制任务，并于2007年推出了样机，2012年4月推出了正式产品。

得益于中国在超导理论和材料研究的坚实基础，同样的故事，也发生在超导感应加热设备上。

2012年，德国和韩国各造出了一台超导感应加热设备，德国的是720千瓦，韩国的是200千瓦。那时候，还没有其他国家往这方面研制。

2013年，我国决定研制这类设备，但是目标是兆瓦级超导加热技术，并且采用了和德国、韩国截然不同的技术路线。

2019年，江西即研制出了同类产品，此前，我国的高性能铝材都需要进口。世界首台兆瓦级高温超导感应加热设备，已经于2023年4月在黑龙江投产，把铝材从20℃加热到403℃，从之前的9个小时，缩短到了10分17秒。

中科院研究人员称，给德国、韩国5年-10年，也造不出来同样级别的装备。

2020年9月，长三角超导产业链联盟成立，上海奥盛集团、上海国际超导、上海超导、上创超导、苏州新材料所、安徽万瑞等均在列。这时候，中国的超导技术，已经从几十年前的中国追赶世界，到了世界追赶中国。

早在2011年，上海就开始培育高温超导材料企业，上创超导、上海超导等企业就是这时候成长起来的。

起初几家企业也想过跟美国一起搞合作研究，但是美国直接拒绝了。于是各家企业“抛弃幻想、踏踏实实”搞研究和积累。

相比上海，其他省份的超导产业布局，就慢多了，比如浙江，2021年才开始重点培育超导材料产业。

2021年12月，全球首条超公里级高温超导电缆商业化示范段，在上海正式投运。很简单，这说明中国超导输电应用，其他国家已经望尘莫及。

上海超导的“三色圆珠笔式”超导线缆，难度非常高，日本2002就在研究，一直只有试验报道。上海超导表示，超导线缆方面，国外追赶中国，还要10年。

三色圆珠笔式超导线缆

2021年1月，世界首台高温超导高速磁浮工程化样车在成都下线，设计时速620公里。长沙磁浮快线是中低速。

2022年12月31日，中铁建承建的世界首条磁悬浮列车上海磁浮列车通车。

2023年6月16日，世界首条公里级35千伏级超导输电投入使用。

超导展厅

不早不晚，2023年7月12日23时许，国际期刊《Nature》刊登了中山大学王猛团队的科学成果：首次发现液氮温区镍氧化物超导体。

这是再次发现非常规超导材料，被视作基础研究领域“从0到1”的进步。

为什么这么说呢？因为科学界至今没有研究明白高温超导的机理，而且镍氧化物和铜氧化物的理化属性完全不一样，王猛团队的这个成果，有助于解决高温超导的机理的理论空白。

在中国超导团队收到大量赞誉后10天，即7月22日，韩国发布了关于的室温超导的内容，然而这一次，韩国收到的却是大量质疑。

在世界顶尖学术期刊，可以搜到大量关于超导的研究内容，且多来自中国团队。

中国的科研团队很可怕，可怕在哪里呢？

王猛团队开会画面

团队成员太年轻了！