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如果您对制作世界范围内引起轰动的LK-99超导材料感兴趣,您可能会对其复杂性和模糊性的制程感到震惊。正如我们将在下面详细介绍的那样,您可能还会发现在获得所需材料方面存在一定的困难。
在美国,如果有一个人站在LK-99超导体戏剧的漩涡中,那就是Andrew McCalip。作为加利福尼亚州Varda Space Industries公司的研发工程师,McCalip一直处于围绕这个偶然发现的超导体的公开、独立复制努力的前沿,通过Twitter开源介绍了这一制作过程。从他的过程中,我们可以了解更多关于神秘的LK-99化合物,它的合成过程,以及面对某些所需材料的限制时,这个过程的难度,以及原始韩国论文中描述的“有缺陷”的制造过程。您可以在以下两个相册中看到他的努力。
(图片来源:Andrew McCalip(来自 Twitter @andrewmccalip))
复制过程中的主要问题源自原始韩国论文中描述的模糊制程 - 制备材料的文档非常不清晰。这一事实由于周围复制尝试引起的轰动而变得明显,但这也导致了McCalip手中的大量失败样品。
材料科学家会告诉您,在烘焙过程中,必要的数据包括温度(在约725℃的真空下),烘焙所需的时间,以及温度(论文给出的烘焙时间范围是5-24小时,想象一下,这引入了很多误差),以及淬火速率(即样品温度应该以多快的速度降低)。
在原始的韩国论文中甚至没有提到淬火速率,这导致了McCalip(和其他可能的复制者)进行了一种类似俄罗斯轮盘的尝试,导致了几种不同的、外观奇特的LK-99化合物样品 - 以及一些包含合成该化合物的原始尝试的破裂安瓿。McCalip估计,由于制造过程缺乏详细信息,有2/3的烘焙瓶是废弃的,这是其他研究人员也将不得不应对的“产出壁垒”。
正如我们之前探讨过的,LK-99是一种由硫酸铅与铜磷化合物反应产生的化合物。这些成分通常很容易获得 - 红磷和铜可合成磷化铜,硫酸铅和氧化铅可共同形成一种被称为蓝阿克矿的矿物。
目前的理解是,将铜添加到蓝阿克矿的烘焙过程中会导致一些铅原子被铜原子替代,而这种替代的比例是不可预测和目前不可控制的。似乎正是这些铜原子取代铅原子导致了LK-99的超导特性(由于费米带的出现),表现为典型的紧束效应和对电导的零电阻(然而,目前围绕LK-99的主要争议是其声称的室温超导性尚未被复制)。
然而,也许并不乐观的是,围绕LK-99的狂热 - 以及其几乎“厨房台上”般的制造需求 - 已经耗尽了一个毫无准备的全球供应链。
正如McCalip所说,相对难以获得其中一个成分,红磷,因为它是一种受控物质,也可用于合成吗啡衍生物。但Twitter上的联合智慧想出了一个办法,他通过加利福尼亚州的一家实验室获得了一批磷化铜(合成步骤较少)。据他说,他还设法在供应耗尽之前从波兰获得了一批货物,这对于全球复制和更好理解LK-99的努力可能是一个重要的方面。
相对便宜且丰富的基础矿物意味着它们不太可能成为大规模生产LK-99的长期瓶颈(如果我们确实在这条路上)。但全球供应链尚未准备好应对突然的“黑天鹅”引发的需求激增,这意味着目前的磷酸铜街头价格已经急剧攀升至每千克20,000美元的比例。这可能会阻碍研究工作的情况; 不幸的是,矿物和化学领域是容易受到供应操纵者影响的,他们旨在迅速获利,尽管这是一个比如GPU和游戏主机购买等更受监管的领域。幸运的是。
最终,McCalip和Varda的复制尝试产生了一小块不起眼的LK-99碎片,展示了相同的紧束效应引起的磁悬浮 - 这是首次在美国土壤上报道的“飘浮岩石”,将被送往南加利福尼亚大学(USC)进行进一步测试。您可以通过展开下面的推文来观看这一过程。
总的来说,对于“几天”的工作来说,这不是一个坏的结果:McCalip设法成为美国土壤上首个真正展示LK-99碎片上似乎是紧束效应悬浮的人。但考虑到目前对某些材料供应的前景,其他DIY复制者在尝试“拥有自己的LK-99”时可能会遇到困难。也许最好等待,直到制造过程在其他复制论文中得到更详细的说明。围绕LK-99的动态仍然混乱而令人困惑,但这片迷雾注定会被解开 - 无论是通过超导和悬浮,还是其他方式。
以下是一些制作过程:
(图片来源:Andrew McCalip(来自 Twitter @andrewmccalip))
点击文末【阅读原文】,可查看原文链接。
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