超導體簡介
什麼是超導體？
超導現象（Superconductivity）於1911年由荷蘭物理學家發現，指材料在低於臨界溫度時，具有零電阻及完全抗磁性（Meissner effect），在零電阻的狀態下，導線在傳輸電能的過程中不會發熱，不造成能量耗損，成為永久電流。
主要價值
超導體在室溫及常壓下經驗證可行，將可有效解決晶片設計中常見晶片過熱問題。另外，發電廠一般是透過金屬材質的電纜傳輸電力，由於金屬電纜的材質仍具電阻，電力傳輸過程中會有能源耗損，若傳輸電纜改用超導體材質，可大幅提升能源效率。
為何困難？
目前已知的超導體材料需在低於室溫或高壓下才會呈現超導體特性，因此要在實務上應用仍會有困難。超導體是能以零損耗傳導電流的材料，但極難運用在實際中，因為它通常需要被冷卻至零下196攝氏度左右的極低溫，並且需要施加極高的壓力才能成為超導態。
所有的驚人突破都是造假
因此，若能在常溫常壓下實現超導，對人類的科技發展具有重大意義。近年來，一再有多個研究團隊聲稱實現了室溫超導，但最終都被證明是造假。
最近的一次是2023年3月，美國物理學會的三月會議上，來自羅徹斯特大學的Ranga Dias宣布，他們團隊在近環境壓強下實現了室溫超導；在21攝氏度、1GPa（約等於1萬個大氣壓）的壓強下，鑥-氮-氫體系材料中實現了室溫超導。
但這個研究本身還不確定，有學者對實驗數據提出了質疑，認為樣品過於均勻，實驗結果目前都還無法沒有被其他研究機構複製。而且這個團隊帶頭人有前科，Ranga Dias在2020年發表於《自然》上的論文被撤稿了，多個研究組試圖重複該實驗，結果都不理想。Ranga Dias不披露原始數據，後來又說自己論文中合成的金屬氫消失了，引發學術界的一致抗議。
會顛覆那些產業？
目前超導材料的應用局限於低溫和高壓環境，如果室溫常壓超導材料取得突破，將在能源、交通、計算、醫療檢測等諸多領域產生變革。而且在電腦晶片、鐵路運輸和醫療成像方面也能取得進展。
主要會被顛覆的產業包括：
基礎科研
基礎科學研究往往需要強磁場的環境，大型粒子加速器、高能粒子探測器、人工可控核
聚變裝置都需要高強度的超導磁體。
能源
現階段最高效的特高壓交流輸電技術，需要經過變電站，以市電電壓傳輸到各家各戶，
長距離傳輸會帶來電能的損失，造成能源浪費，加重環境的負擔。而零電阻的超導電路，就完全不需要變電站，可以在較低電壓下進行高功率傳輸，零損耗地傳輸電能，這對能源行業是革命性的變化。
將可以提供更高效率的能源傳輸、轉換與存儲：超導材料利用零電阻的特性，可以製造出電力傳輸過程中無耗損、可節省能源的電纜，以電力無損耗地方式傳輸電力，使得能源傳輸效率、穩定性和可靠性獲得極大幅度的提升。
交通
磁懸浮列車大家可能都聽過或坐過，時速和高鐵差不多，上海浦東機場的高速磁懸浮列
車跑完全程30千米只需8分鐘。如果換成超導磁懸浮，速度還能翻倍。2020年，西南交通大學已經建成了首台高速超導磁懸浮樣車，未來乘坐時速600千米/時以上的超導磁懸浮高速列車，大家的出行效率會更高。
超導體可以提供更高速的交通方式：超導材料帶來電能傳輸效率的提升和磁懸浮列車降低成本的可能，將直接影響高速交通運輸方式的變革。
資訊科技
超導體能提供更快的資訊處理速度：超導材料在低溫環境下具有高度的量子特性，可用於構建量子計算機，運算速度遠超現有計算機，或將在資訊處理領域帶來巨大的變革。
大家平時用的筆記本電腦、手機、平板，容易因為散熱不佳而燙手、運算速度變慢、燒壞主板器件，晶片越來越小，傳統電路的功耗問題就越明顯。如果能用超導體來製作電子元器件，就不用擔心CPU發熱了。
醫療行業
如今醫院採用的核磁共振成像儀（MRI），成像清晰度和辨識度很高，靠的就是超導磁
體，14特斯拉以上的超強超導磁體核磁共振成像技術，能夠把人腦中的860億根神經元全部清晰地測量出來，為很多疾病提供精準的醫療診斷影像。
超導體將能提供更先進的治療手段：超導材料在醫學領域具有廣泛的應用，例如斷層掃描（MRI）、超導線圈等。常溫常壓下超導材料的出現，將為醫療設備的小型化和便攜化提供可能，推動醫療技術的發展進步。
量子計算
超導量子比特技術幫助打造量子計算機，取得量子霸權。關於量子計算，詳見我之前的貼文《量子計算（Quantum Computing）目前的進展，概念股有哪些？》
軍事用途
超導體可以用於開發高強度電磁脈衝（EMP），用來癱瘓範圍內的所有電子設備。
太空
太空探索，超導磁體，超導體可控制核融合發動機，為太空旅行、宇宙飛船提供源
源不斷的動力。關於核融合，詳見我之前的貼文《核融合（Nuclear Fusion）目前的進展，相關企業有哪些？》
通訊
利用超導的零電阻優勢製作微波器件，可以減少數據傳輸的損耗，從而提高信號的識別度。3G/4G基站用上高性能超導濾波器，可以讓覆蓋的手機信號不串號、不混流量。
LK-99的發現
南韓LK99團隊
世界最大非營利科學組織美國科學促進會（Science.org）在2023年7月27日指出，南韓量子能源研究中心（Quantum Energy Research Center）科學家Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim 7月22日張貼至網站arXiv的兩份論文顯示，宣稱已開發出一種最新的常溫常壓超導體「LK-99」。在這篇名為「首個室溫、常壓超導體」論文裡宣佈，改良鉛-磷灰石（LK-99）結構，由銅、鉛磷灰石合成超導體，並成功合成出可在室溫、常壓下的超導體。
由於所需的原料容易取得，論文刊出後受到全球的熱烈關注。這種超導體在遠高於室溫的溫度（即臨界溫度）下仍保持超導性，無需保持低溫，並可在強磁場下工作。儘管許多科學家仍對該內容存疑，超導體仍引爆網路討論熱潮。
該研究團隊包括量子能源研究所代表李碩裴（音）、高麗大學研究教授權英完（音）、漢陽大學榮譽教授吳根浩（音）以及曾任職於韓國電子通信研究院（ETRI）的金賢卓（音）等。但這個發表的韓國科學家團隊的三個成員之一金賢卓在接受美國媒體採訪時也承認：論文存在缺陷，是團隊中的一名成員擅自發布，目前團隊已要求下架論文。
商業化似乎有其難度，而且 LK-99合成超導體似乎還不具有足夠的延展性可以製作電線。
理論可行
美國勞倫斯柏克萊國家實驗室於8月1日刊出論文指出，經由密度泛函計算，LK-99和已知的超導體具共通特性美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）在論文預印本網站arXiv提交一篇論文，其結果支持LK-99在「理論上」確實存在超導性。
美國頂尖的實驗室勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）奈米結構材料理論研究員西妮德·格里芬（Sinéad Griffin）刊出論文指出，其使用了密度泛函理論（DFT）和GGA+U方法進行了計算，經由密度泛函計算，LK-99和已知的超導體具有共通的特性。這篇論文，為近期韓國團隊所謂的室溫常壓超導材料提供了理論上的依據，給超導材料的研究提供了新的方向和啟示。但論文也特別強調指出實務上要大量合成超導體樣本仍具難度。
很難被相信是真的
科學(Science) 雜誌 7 月 27 日報導指出，如果研究成果屬數實，可望成為凝聚態物理學 (condensed matter physics) 史上最重大的發現之一，也能推進相關領域各種技術的大幅進步。
但是報導也說，南韓團隊的研究「缺乏細節，引發許多物理學家質疑。」原始貼文缺少細節，物理學界對此抱持懷疑態度。若他們的聲明是真的，則根據Science.org說法，那將會是「終極超導體」（ultimate superconductor）。
果不其然，韓國超導體與低溫學會（KSSC）8月3日在聲明中說，要求量子能源研究中心提交室溫超導體的樣本，以進行驗證。並且指出，超導體要有「邁斯納效應」（Meissner Effect），而這並未在LK-99相關的影片和論文中表現出來，所以目前很難確定LK-99是室溫超導材料。相關論文及影片中顯現特性與超導體應具有的抗磁性不同，認定證明LK-99為超導體的證據不足。
如何驗證是否狼來了？
而如本文一開頭所強調的，超導材料的兩個關鍵特徵就是：抗磁+零電阻；而且零電阻更難達成。
但直至目前為止，所有的測試團隊，都沒有宣布LK-99所公佈材料的電阻情況。由於製備的材料體積過小，還無法測試其導電性，而只有測試到0電阻才能確定超導材料的成功。
無法被重新複製
LK-99的論文因為太過夢幻，因此幾天內立即有多個重量級研究單位進行檢驗。北京航空航天大學材料科學，華中科技大學團隊，與工程學院和印度CSIR-國家物理實驗室分別發表了論文顯示，LK-99室溫超導並沒有復現，結果並未確認在室溫下存在大量的超導特性。
學術和實務上的頂級成就
諾貝爾獎等級的成就
從發現超導現象，至今不過百年的時間，就已經在凝聚態物理（condensed matter physics）領域誕生了60多個諾獎（諾貝爾物理獎），超導這個更小的分支，就有10個直接得獎，可見這個領域非常重要，而且難度大、收穫也
大。
更嚴格來說，在此之前，因超導體的相關突破性研究成果而獲得諾貝爾者共有六組，其中五組是諾貝爾物理獎，另一組是諾貝爾生理醫學獎。
這五組是諾貝爾物理獎，分別是1913年（超導現象首次發現）、1972年（BCS理論）、1973年（約瑟夫森效應）、1987年（陶瓷材料的超導現象）和2003年（超導和超流的新理論）。
這也說明了為何南韓的LK-99相關研究一被發表，立即席捲全世界，因為這是非常難得的成就，足以獲得諾貝爾物理奬。
華人物理學家
1987年，朱經武與吳茂昆等人首次宣布能製作出，能讓90K以上電阻消失的超導體。
缺點
不過，就算LK-99能在實驗中被複製，但要能完美用於商業用途的材料，還需要更多發展作業，而且還存在延展性低、毒性等局限性。
相關企業
泰吉量子
南韓的LK-99相關研究一被發表後，美國一家公司也宣稱研發出室溫超導體。欲與韓國相關研究團隊爭室溫超導材料第一的美國泰吉量子（Taj Quantum）公司公佈照片稱，新發現一種室溫超導材料，是一種石墨烯泡沫材料，非常易碎。
泰吉量子聲稱：這種獨特的II型超導體（專利號：17249094）可在較寬的溫度範圍內工作，包括遠高於室溫的溫度，從約-100° F（-73° C） 到約302° F （150° C）───這是在超導體世界中並不常見的一種特性。
公開資料顯示，泰吉量子公司由執行長保羅·利裡於2018年創立，最初名為LGC，在過去一年中呈指數級增長，獲得了眾多支持美國軍方和大型企業的合約。但需指出的是：泰吉量子公司的主要經營業務是基於區塊鏈的身份驗證系統和加密通信，大部份公司相關業務合約都屬於這個領域。
泰吉量子公司稍早於7月25日的專利文中件表示，公司發明提供一類第II類超導體，包括至少在一個表面用脂肪烴或其他合適的活化材料（即在其結構中不包含π鍵的非極性液體，如真空泵油、由甲基矽酮組成的矽油，或由包含反應性官能團的鏈的一端與基底結合的脂肪烴鏈）潤濕的穿孔石墨烯。本發明的超導體在遠高於室溫的溫度（即臨界溫度）下仍保持超導性，無需保持低溫，並可在強磁場下工作。
因泰吉量子擠牙膏式公布的新聞稿中，僅有一張照片，是傾斜著疑似懸浮在一塊磁體上的黑色樣品塊，沒有公佈任何實驗資料，尤其是與磁化、電阻等相關的實驗資料，引發大量的質疑。
AMSC
美國超導公司（美股代碼：AMSC）是一家兆瓦級能源解決方案的提供商，可以降低風電成本並增強電網性能。該公司使用兩種核心技術製造產品：Power Mmodule可編程電力電子轉換器及其Amperium HTS（高倍率超導）線。理論上，美國超導公司可算得上真正的是室溫超導理論實現的受益公司。在大漲之前，公司總市值僅3億美元，流通股數很少也是市場爆炒的一個重要原因。
西部超導
西部超導材料科技股份有限公司(Western Superconducting，陸股代碼：688122)成立於2003年2月，總部位於西安，主要從事高端鈦合金材料、超導產品和高性能高溫合金材料的研發、生產和銷售業務，其中高端鈦合金材料主要應用在軍工領域，是大陸高端鈦合金棒絲材、鍛坯的主要研發生產基地之一，也是唯一低溫超導線材商業化生產企業；全球唯一鈮鈦錠棒、超導線材、超導磁體的全流程生產企業。
結語
對資本市場的影響
LK-99的發現造成世界各地超導體概念股（以下會提到）連日大漲，但提醒投資人，這些因此新聞受惠暴漲的世界各地超導體概念股裡面，其實「他們的本業和超導體距離非常遙遠，幾乎都是炒作和一窩蜂，投資人不應該隨之起舞，以免您的血汗錢血本無歸」。
目前並不存在超導體企業
嚴格來說，目前全世界範圍內，並沒有一家企業是以超導體做為主要業務的。多數的超導體研究，沒有例外，目前都是依附在全球主要國家的著名實驗研究機構，或是大型學術機構中。
美股
美國超導公司2023年8月1日收盤大漲 60%，單日交易量是日均交易量的 43 倍以上，公司股價過去5天大漲了124.97％。
但該公司實際為國防股，並未擁有超導等材料，在媒體報導後，美國超導8月2日慘崩28.95%，3日收盤又重挫16%。
陸股
中國的A股超導概念在此期間也是集體大幅上漲，這些所謂的超導概念股包括：國纜檢測、金徽、法爾勝、精達股份、中孚實業、創新新材、百利電氣、西部超導、寶勝股份、聯創光電等。
韓股
南韓化學品公司德成（Duksung）、Mobiis、高溫超導線技術公司Sunam、電子零件製造商Shinsung Delta Tech等都連續多天飆漲。
針對近期研究掀起的超導體概念股交易狂潮，南韓證交所8月4日再對兩檔近日暴漲的股票提高警示水準。南韓證交所表示，南韓化學品公司德成（Duksung）、控制系統設備商Mobiis被列為如果繼續飆漲、可能會遭暫時停止交易的第二級最高警示，提醒投資人在投資前應該當心。在韓股8月4日開盤後，德成股價盤初大跌15%、Mobiis重挫27%。
台股
台股中的銅、鉛原料個股近期股價大漲，包括了泰銘、第一銅、太空梭、金益鼎等個股。
商業化還非常遙遠
由於超導體仍未被證實在室溫下可行，即使可行要大規模商業化仍需很長時間，大規模量產及良率也是個問題。
最權威的判定出爐
而關於LK-99的發現，曾任職於費米實驗室的科學作家格里斯托（Dan Garisto）在Nature撰文，題為「LK-99不是常溫超導體，科學偵探如何解開這個謎團」。
格里斯托在文中彙整各大機構近來的研究結果，說明LK-99為何會展現類似超導體的行為。科學偵探們發現，樣品電阻率急速下降，且得以部分懸浮在磁鐵上，是因為材料中含有雜質，尤其是硫化亞銅。這項結論讓LK-99作為史上第一個常溫常壓超導體的希望徹底破滅。
加州大學戴維斯分校凝聚體實驗專家維什克說：「我想這件事已經劃上句號。」
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