关于超导的背景和远景

先讲一下这次超导的背景吧:

话说:韩国2个游走在科研边缘的小人物,继承导师的临终遗愿,拉了一位韩国本土教授一起,搞室温超导项目。后来,觉得韩国本土教授理论基础不太行,就又拉了一位美国韩国裔大牛教授一起搞。后来,这两位教授觉得这个项目越来越靠谱,是有潜在能力拿诺贝尔奖的,而韩国教授自认为在组内的地位低于2个小伙子和美国大牛教授,就想出阴招争第3作者(诺奖规定,一奖不能发给超过3个人),抢先发论文。

美国大牛不服气,马上跟着发了更详细的论文。引起了全球各大实验室跟风实验。因为有大牛教授赌上声誉的加持,大家目前主流态度是:有可能,真让这2小人物,搞出了 常温超导。

简单介绍一下什么是室温常压超导。学过初中物理的都知道每一种导电材料都有电阻,电在传输时会有电能损耗,损耗的电能会转化为光和热,所有用电发光发热的电器都是这个原理。科学家们一直想找到零电阻的材料,也确实找到了,但实现条件很苛刻,要么是巨大气压(百万倍),要么是极低温(零下一百多度),很难大规模应用。

所以在形容超导之前,一定要加上室温+常压,否则就啥也不是。好吧,我们假设韩国人这次是真的,人类社会将会发生翻天覆地的巨变。电在传输的过程中没有损耗,这意味着人类在能量的使用上出现质的飞跃。

我随便说几个例子:比如用超导材料做的cpu将不会发热,那它就可以摆脱原先散热的物理天花板而进行大幅超频,我们使用的电脑、手机的芯片性能短时间内就会有5-10倍的提升。

用超导材料传输电能都接近零损耗,那现有的特高压输电的那一套东西肯定要被淘汰,全国那么多的高压电线、电站都会被拆除改建成超导电线、电站,这是一个天文数字的基建需求,我们起码5-10年都不用担心内需疲软,海量就业岗位诞生。

有了超导材料后就不必再用零下100度的环境去实验核聚变,人类可能很快就会掌握可控核聚变,之后就有用不完的能量,在无人区建几个核聚变发电站,就可以满足全人类用电。

储能技术有了超导材料加持也会质变,到时候汽车电池的续航乐观预期也在3000公里以上,你手机可能一年只需要充1-2次电即可。总之就是人类对能量(主要是电能)的掌握和运用,会达到科幻小说里的水平,因为那些科幻内容本来就是假设人类掌握超导技术后意淫出来的。所以我前面说了,如果室温常压超导技术一旦被确认,就是人类第四次工业革命的开始,接下来5年一小变,10年一大变,20年哇塞,30年目瞪狗呆,我们后半生有机会见证超级精彩的人类发展阶段。室温超导如果实现,那么毫不夸张地说,人类即将进入革命性的新纪元!

第一个革命的就是常温可控核聚变,可控核聚变之所以这么难,其实就是因为反应堆在运行时,其内部温度可达上亿摄氏度,一般的材料完全无法承受,只能用电能产生的磁场进行约束。

问题在于,电能产生磁场的时候,因为电阻的存在,绝大部分电能变成热量消耗掉了,导致如今的核聚变始终无法解决投入大于产出的问题,也就不具备实用性。所以核聚变的一大瓶颈就是电阻,而要降低电阻,最好的办法就是实现超导,超导过去只能靠低温实现,举全世界之力造的国际热核聚变堆IT­ER,就是采用了超低温超导技术,但因为要配套复杂的液氦冷却系统,工艺复杂,造价高昂,已经花了上千亿人民币,还没造好。

如果实现了常温超导,就不再需要那些冷却设备,可控核聚变的难度马上降低90%以上,核聚变发电投入商用就不远了,到时候发电就是白菜价中的白菜价。发电的问题解决了,输电的问题靠超导同样能解决,在过去,三峡大坝发10亿度电,但经过长输电网的传输,损耗能达到三分之一,只能靠特高压输电网来减少损耗,但投资巨大。

有了常温超导材料,电阻无限接近于零,传输电流也就不会有损耗,同样能够成几何数降低输电损耗,再次降低用电成本,当电能极度廉价后,会给人类带来巨大福利。

可以用电淡化海水,就有了用不完的淡水,可以直接将沙漠变成森林;可以用移动式光源照射大棚立体种植,意味着人类有吃不完的粮食和蔬菜;

可以用电能实现二氧化碳合成淀粉,如果拿来养牲畜的话,意味着人类有了吃不完的肉;城市中的霓虹灯永远不关停,任何时候都是一篇灿烂星海;

交通行业,高铁会磁悬浮化,不仅票价更便宜,而且跑得更快,一小时说走就走上千公里;医疗行业,医院里常见的MRI(磁共振成像)技术,会因为超导技术的实现迅速廉价化,让所有人都看得起;甚至我们的电动车,也会因为超导材料的使用,实现充电一次,续航2000公里,当然,我更愿意相信,有了室温超导,我们极大概率不需要电动车这种玩意了,会有更先进的交通工具。

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