全球將邁入下一個工業革命？南韓研究團隊日前透過論文網站發表研究成果，宣稱找到「可在常溫常壓下達到零電阻的超導體LK-99」，引起國際學界關注。這股風潮也燒進資本市場，以美國超導（AMSC）為首的概念股紛紛大漲，超導體到底是什麼？對此，《經濟日報》整理相關資訊，一起來認識這塊可能繼AI後的熱門話題！

一、不是半導體的進階版 超導體是什麼？

超導體（superconductor） 指的是在特定溫度下達到零電阻的導體，是一種特殊「材料」， 首次發現「超導現象」是在1911年由荷蘭物理學家海內·庫爾所做的實驗中，他觀察到水銀在非常低的溫度下失去了所有電阻。導體沒有了電阻，電流流經超導體時就不發生熱損耗(不用散熱)，電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流，從而產生超強磁場，相關材料有鉛、水銀和碳奈米管等元素化合物。

根據中央研究院專欄指出，目前超導體分為兩主要系統，一是以銅氧化物為主體。科學家於1987年時發現釔鋇銅氧的氧化物 ，後來更發展出「超導電纜」，是目前作為超導體運用上最被廣泛使用的材料。另一則是利用鐵取代銅的超導材料，近期科學家研究發現，鐵能與硫化物產生超導反應，而這部分也是近年研究另一重點。

此外，超導體還有另一項重要特徵，當金屬處在超導狀態時，超導體內的磁感應強度為零，卻把原來存在於體內的磁場排擠出去，稱為「邁斯納效應」 ，相關產物就是我們現在熟知的磁浮列車。


磁浮列車就是運用超導體技術的著名例子之一，圖為測試中的山梨實驗線，過去曾以時速603公里創下目前磁浮列車的最高速記錄。 圖／取自網路

而半導體（ semiconductor） ，則是由控制溫度，影響電阻大小，在常溫下導電性能介於導體（conductor）與絕緣體（insulator）之間的材質，是導電性可受控制的材料。常見的材料有矽、鍺以及砷化鎵等元素化合物，由此可知，在特性以及使用方式上都不同，無法將超導體與半導體相比較。
 

二、LK-99將掀新一波科學革命？

南韓三位科學家日前在論文未定稿版本網站arXiv刊登一篇可能改變人類發展進程的論文，聲稱製作出室溫常壓超導體。科學（Science）期刊上周報導，「果真如此，這項發現將是凝聚體物理學迄今最大發現之一，可望帶來各種技術奇蹟」。

據資訊透露， LK-99（改性鉛磷灰石晶體結構）合成材料主要為黃鉛礦、磷化亞銅等，為鉛磷灰石稍加變動的六方結構，研究稱它能在400 K（127 °C）以下環境中作為超導體，但良率極低，且成品具易碎性。而這項「奇蹟」也被中、美數個實驗團體成功複製，不過由於論文有缺陷，所以目前相關論文將先行下架。

0電阻、損耗少 「超」導體誕生

若論文內容為真，代表這項超導體可在常溫常壓下使用，可大大降低能源損耗，首先，原本僅能在特殊溫度下產生的0電阻將能暢通無阻，將使得電能傳輸和電子器件更加高效和節能，且由於超導電流在材料內部流動無阻力，可能將促使更強大與複雜的電子產品誕生，這也使超導體又稱「能源聖杯」 。

在醫療方面，超導材料可以製成強磁場，因此可以⽤於醫學影像，如核磁共振影像（MRI），可以⽤來檢測各種疾病和病變，如癌癥、⼼⾎管疾病、神經疾病等。


若常溫常壓超導體問世量產，有望大幅提升醫療品質。示意圖。 （聯合報系資料照片）
 

同時，電子產品有望能有更高的運算速度，超導電子元件的高速運算特性可能對計算機和通信技術帶來重大突破。但也有不少學者仍認為，未來要能完美用於商業用途的材料，還需要更多發展作業，而且還存在成本過高、化合物延展性低、毒性等致命缺陷需要解決。
 

超導體技術可讓缺電走入歷史

超導體發展，有望帶領電力設備走向新紀元。 美聯社
 

據所知，現今全世界主要電網的電力傳導皆以銅線為主，過程中不乏產生電力耗損，若未來超導體盛行，可大幅減少電力散失，增加電力運用。此外，藉由超導體0電阻的特性，可是電力在超導線圈內流動，發展儲能系統，可有效提升相關硬體設備的再升級。

另外，這種超導體在實用上也可大幅延長電池壽命、解決能源有限、無需氦來冷卻的磁振造影機器，以及促進磁浮列車和核融合技術的研發等領域，顯然能產生效率極高的輸電線路，具難以置信的用處。

三、超導體有影 概念股聞聲起跑？

超導體概念股掀新一波熱潮

常溫常壓超導體論文一被刊出，立刻造成科研界轟動，這股科學革命也燒進股市，各國概念股聞聲大漲，南韓化學品公司德成（Duksung）2日飆高30%，連續第二天拉漲停；Mobiis 也大漲29%，延續前一天上漲21%的強勁走勢；高溫超導線技術公司 Sunam、電子零件製造商 Shinsung Delta Tech 都連續二天飆漲30%。

此外，作為兆瓦級解決方案提供商，美國超導公司（AMSC）也在論文發酵後，股價漲超60%，盤前一度大漲超140%，讓市值原僅3億美元的 AMSC 2日收盤後，股價創下近三年新高。

（資料來源：編譯葉亭均、茅毅）