LK-99 представляет собой материал серо-черного цвета, который по предварительной информации является сверхпроводником при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. LK-99 имеет поликристаллическую гексагональную структуру, основанную на модификации содержащего свинец апатита с химической формулой Pb9Cu(PO4)6O.
Что означает название LK-99
Название LK-99 предполагаемый сверхпроводник получил в честь фамилий ученых первооткрывателей и года открытия. Открытие сделали два южнокорейских ученых в 1999 году, которые являлись сотрудниками частного исследовательского Корейского университета в Сеуле. Сокбэ Ли и Джи-Хун Ким работали совместно на кафедре Tong-Seek в то время.
В 2008 году исследователи из Корейского университета основали Исследовательский центр квантовой энергии, который сегодня известен как Q-Centre. Впоследствии Ли становится генеральным директором Q-Centre, а Ким — директором по исследованиям и разработкам (R&D) в Q-Centre. Заявка на патент была подана учеными в 2021 году и удовлетворена 3 марта 2023 года. Корейская заявка на регистрацию товарного знака «LK-99» была подана Исследовательским центром квантовой энергии (Q-Centre) 4 апреля 2023 года.
Интересное:
Технология производства LK-99
Технология производства вещества под названием LK-99 относительно проста:
Путем смешивания порошков оксида свинца (II) (PbO) и сульфата свинца (II) (Pb(SO 4)) в молярном соотношении 1:1 и нагревания при температуре 725 °C (998 K; 1337 °F) в течение 24 часов Получается свинцовая руда желтого цвета.
PbO + Pb(SO4 ) → Pb2 (SO4) O
Фосфид меди (Cu3P) получали путем смешивания порошков меди (Cu) и фосфора (P) в запаянной пробирке под вакуумом 10 -3 торр и нагреванием при 550 °C (820 K; 1000 °F) в течение 48 часов:
Cu + P → Cu3P
Полученные кристаллы халькопирита и фосфида меди измельчают в порошок, смешивают в мольном соотношении 1:1, помещают в герметичную пробирку с вакуумом 10-3 торр и нагревают при 925 °С (1198 К; 1697 °С). F) в течение от 5 до 20 часов с получением LK-99. Во время этого процесса элемент серы в PbSO4 должен испариться. Итоговая химическая формула получения LK-99 выглядит следующим образом:
Pb2(SO4)O + Cu3P → Pb10-xCux(PO4)6O + S↑
В данной формуле x находится в пределах от 0.9 до 1.1
Интересное:
История патента и характеристики
Сокбэ Ли сообщил,что впервые статью планировали опубликовать в 2020 году в журнале Nature, но она была отклонена. В 2023 году вышла серия академических публикаций из четырех статей, в которых обобщаются первоначальные результаты от семи авторов.
31 марта 2023 года в Korean Journal of Crystal Growth and Crystal Technology была представлена статья на корейском языке «Рассмотрение вопроса о разработке сверхпроводника при комнатной температуре и атмосферном давлении (LK-99)». Он был опубликован 18 апреля, но не получил широкого распространения пока работа не была размещена на ресурсе ArXiv.
22 июля 2023 года на ресурсе arXiv появились два препринта. Первый был представлен Янг-Ваном Квоном, который является бывшим техническим директором Q-Centre. Он был указан в качестве третьего автора. Второй препринт был представлен всего через 2 часа Хюн-Так Кимом, бывшим главным научным сотрудником Научно-исследовательского института электроники и телекоммуникаций и профессором Колледжа Уильяма и Мэри, который так же указал себя в качестве третьего автора. 23 июля выводы были также представлены самим Ли в APL Materials для экспертной оценки.
26 июля 2023 года Хён-Так Ким заявил в интервью New Scientist , что первая статья, представленная Ён-Ван Квоном, содержала «множество дефектов» и была отправлена без его разрешения. [29] [37]
28 июля 2023 года Квон представил результаты исследований на симпозиуме, проходившем в Корейском университете. В тот же день информационное агентство Yonhap опубликовало статью со ссылкой на представителя Корейского университета, в котором говорилось, что Квон больше не поддерживает связь с университетом. В статье также цитируется Сокбэ Ли, говорящий, что Квон покинул Исследовательский институт Q-Centre четыре месяца назад.
31 июля 2023 года группа во главе с Капилом Кумаром опубликовала препринт на arXiv, в котором задокументированы их попытки репликации, которые подтвердили структуру с помощью рентгеновской кристаллографии (XRD), но не смогли обнаружить диамагнетизм или левитацию.
3 августа 2023 года Корейский комитет по проверке LK-99 запросил высококачественный образец у первоначальной исследовательской группы. Тем не менее, команда ответила, что они предоставят образец только после завершения процесса рецензирования их статьи, которая может быть отправлена в APL Materials. Ожидается, что этот процесс займет несколько недель или месяцев.
В тот же день Хюн-Так Ким, один из авторов статьи arXiv об LK-99 от 6 автора от 22 июля, предоставил New York Times новое видео, предположительно демонстрирующее образец, демонстрирующий сильные признаки диамагнетизма. Похоже, что на видео показан образец, отличный от образца в исходном препринте.
4 августа 2023 года Хён-Так Ким сообщил SBS News, что высококачественные образцы LK-99 могут проявлять диамагнетизм в 5450 раз больше, чем графит, а образцы низкого качества могут демонстрировать эффект до 23 раз сильнее. Более того, он утверждал, что диамагнетизм LK-99 необъясним, если только вещество не является сверхпроводником. Исследователи утверждают что материал имеет нулевое электрическое сопротивление при комнатной температуре и обладает эффектом Мейснера.
Интересное:
Перспективное применение
Применение LK-99 пока не обозначено, так как с полной достоверностью еще не выяснено является ли данный материал сверхпроводником. Если сверхпроводимость материала подтвердится, то можно считать что наступила электрическая революция. Все существующие электронные приборы и устройства преобразятся и последует огромное количество новых технических решений.
Изменения коснутся огромного количество сфер повседневной деятельности человека. Сейчас вообще трудно представить себе сферу деятельности, где электроэнергия не оказывала бы хоть косвенного влияния. Теперь представьте, что появился материал который снимает почти все ограничения связанные с электричеством. Количество новых технологических решений сразу вырастет в разы. Уже сейчас в рамках решения экологических проблем начинают появляться огромное количество электрических технологических решений, которые раньше казались фантастикой. В их число входит электрический транспорт(автомобили, мотоциклы, велосипеды, самокаты и т.д), различное медицинское оборудование(термометры, измерители и т.д.), промышленное оборудование(станки ЧПУ, роботизированное производство и т.д), автоматизированные электрические установки и многое другое. В общем, все сферы деятельности человека которые связаны с электричеством, получат огромный скачек.
Сами сверхпроводники были открыты уже относительно давно, но на сегодняшний день самый известный материал обладающий свойствами сверхпроводника достигается при температуре 135К (-138°C) и давлении 350 тысяч атмосфер. Открытие сверхпроводника при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении является первоочередной задачей физиков. Если материал LK-99 окажется таковым это будет историческим моментом для всего человечества.