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【市場觀察】LK-99常溫超導體引發熱潮!具永久電流、抗磁性的導體,將改變未來世界

鉅亨研報 2023-08-04 12:23

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【市場觀察】LK-99常溫超導體引發熱潮!具永久電流、抗磁性的導體,將改變未來世界(圖:shutterstock)

一、常溫超導體是什麼?

超導體指的是一種在極低溫下表現出卓越電性特性的材料。最為顯著的特性有「零電阻」和「抗磁性」兩項。這使得超導體在許多應用領域,如磁共振成像、磁浮列車、先進製程等領域擁有巨大潛力。

提到「常溫」超導體之前,就不得不提到半導體,現今電子元件主要的材料是半導體,先前提到,半導體是透過施加電壓的方式,來控制電流導通與不導通,而半導體之所以稱之為"半"導體,是因為它當中有一個「能隙」,當施加電壓時,電子躍過能隙,就成為導體,而電子沒辦法躍遷時就成為非導體。不過也是因為電子需要能量來躍遷,再加上材料具有電阻特性,當今的半導體中,電流會產生能量耗損,通常以熱的形式散發,相應產生的熱能,使得散熱成為一個問題,也因此半導體元件的設計,需要考量散熱的設計。

而超導體的零電阻是個相當重要的特性。在超導狀態下,電子能夠以電流的形式無阻礙地流動,而不會損失能量。這種現象被稱為「邁斯納 Meissner 效應」,它使得超導體在低溫下可以實現長程的電流傳輸,同時具有極低的能耗。

由於超導材料在導電時沒有阻力,所以不會有熱損耗與衰減的問題,因此在通電後若不人為干涉,超導體的內部電流理論上可以實現永不衰減,就沒有輸電線路的損耗的問題,零耗損反映在微縮的電路上,就不會產生熱損耗,也可以大幅壓低發電量的需求,散熱的問題將成為過去式。

換言之,超導體就是一種能做到完全不損耗電流的導體。

此外,超導體另一個特性就是「抗磁性」在超導狀態下,超導體對外部磁場表現出完全的抗拒,即使外部磁場的強度增加,超導體內部的磁場也不會改變。這種現象被稱為「磁通量擴散」

在 LK-99 研究發表以前,現今的超導體都得在特定溫度環境下才會顯現出其特性,這也是為什麼無法實現商用的原因,而常溫超導體的研究,很大部分預示著未來有機會實現在能源、消費性電子領域。

二、、超導體將影響的產業

先前提到,超導體有「零電阻」、「抗磁性」兩大特性,零電阻所帶來的零損耗,傳輸電力就可大大減少耗損,完全的抗磁性,就能開發磁浮列車,因此若常溫超導體真的實現,將對以下產業帶來極大的革新與變遷。

1. 散熱產業:由於超導體有零電阻、無摩擦的特性,這也代表傳輸時零耗損,就不會有熱能的問題,因此散熱這詞就可能走入歷史。

2. 能源產業:目前能源最大的問題在於輸送電力過程中所產生的耗損,通常高達 20% 以上,倘若室溫超導體可以實現,就能過大幅降低電源的浪費,進而解決缺電的議題

3. 交通運輸:超導體所具備的抗磁性,就能拿來應用在磁浮列車的開發上,同時也可擴及部分汽車零組件。

4. 生技醫療

醫療上的應用是在核磁共振的設備中。

超導體的應用可以說是相當廣泛,也因此常溫超導體的研究才會如此的震驚世界。

本次 LK-99 的組成主要是用銅參雜鉛磷灰石,材料都算好取得,概念股如 (9927-TW) 泰銘、(2009-TW)第一銅、(8390-TW))金益鼎、(1605-TW))華新、(1615-TW))大山、(1609-TW))大亞、(2440-TW))太空梭等,被市場認為是超導體概念股

但以當前來看,常溫超導體距離實體的商用化仍有一段距離,LK-99 只是一個時代的開端,具體仍要等後續有無突破性的進展。(文章來源:超導體是什麼)

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