Pergi ke kandungan

LK-99

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
LK-99

Struktur 3D
Pengecam
Imej model 3D Jmol
  • InChI=1S/Cu.6H3O4P.O.9Pb/c;6*1-5(2,3)4;;;;;;;;;;/h;6*(H3,1,2,3,4);;;;;;;;;;/q+2;;;;;;;-2;9*+2/p-18
    Key: KZSIWLDFTIMUEG-UHFFFAOYSA-A
  • [Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Cu+2].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].[O-2]
Sifat
CuO25P6Pb9
Jisim molar 2,514.16 g·mol−1
Rupa bentuk Pepejal hitam-kelabu
Ketumpatan ≈6.699 g/cm3[1]
Struktur
Struktur kristal Heksagon
Kumpulan ruang P63/m, No. 176
Pemalar kekisi
a = 9.843 Å, c = 7.428 Å
623.2 Å3
1
Sebatian berkaitan
Sebatian berkaitan
 Oksipiromorfit (apatit plumbum)
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Rujukan kotak info

LK-99 ialah sebuah bahan yang didakwa sebagai superkonduktor suhu bilik dengan penampilan kelabu kehitaman.[2] Bahan ini mempunyai struktur heksagon yang sedikit diubah suai daripada campuran plumbum dan apatit dengan memasukkan sejumlah kecil kuprum. Bahan itu pertama kali ditemui dan dihasilkan oleh sepasukan penyelidik, termasuk Sukbae Lee (이석배), dan Ji-Hoon Kim (김지훈) daripada Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST).[2] Pasukan itu mendakwa bahan ini berfungsi sebagai superkonduktor pada tekanan persekitaran, dan di bawah 400 K (127 °C; 260 °F).[3][2]

Setakat 29 Julai 2023, keupayaan superkonduktor bahan itu masih belum disahihkan. Sintesis LK-99 dan pemerhatian sifat tersebut masih belum dinilai bersama atau direplikasikan secara bebas.[4] Pengumuman dakwaan tersebut tular dalam dunia saintifik dan maklum balas yang diberi secara umum mencurigai dakwaan luar biasa tersebut.[5] Pasukan luar sedang mengulangi uji kaji asal, dengan keputusannya dijangka keluar pada Ogos berikutan cara penghasilannya yang mudah.[5]

Kajian awal yang mengumumkan penemuan itu telah dimuat naik ke arXiv. Lee mendakwa bahawa kertas pracetakan yang dimuat naik adalah tidak lengkap,[6] manakala pengarang bersama Hyun-Tak Kim (김현탁) menyatakan bahawa salah satu kertas itu mengandungi kesalahan.

Sifat kimia

[sunting | sunting sumber]

Komposisi kimia LK-99 ialah lebih kurang Pb9Cu(PO4)6O, dan jika dibandingkan dengan plumbum-apatit tulen (Pb10(PO4)6O),[7]:5 kira-kira satu perempat ion Pb(II) dalam kedudukan 2 struktur apatit digantikan dengan ion Cu(II).[2]:9

Sintesis

[sunting | sunting sumber]

Lee et al. menyediakan kaedah sintesis kimia bahan LK-99[7] dengan menghasilkan lanarkit daripada campuran nisbah mol 1:1 serbuk plumbum(II) oksida (PbO) dan plumbum(II) sulfat (Pb(SO4)) yang dipanaskan pada suhu 725 °C (1,000 K; 1,340 °F) selama 24 jam dengan kehadiran udara:

PbO + Pb(SO4) → Pb2(SO4)O

Selain itu, kuprum(I) fosfida (Cu3P) dihasilkan dengan mencampurkan serbuk kuprum (Cu) dan fosforus (P) dalam nisbah mol 3:1 dalam tiub tertutup di bawah vakum 10-3 torr, dan dipanaskan hingga 550 °C (820 K; 1,000 °F) selama 48 jam:[7]

Cu + P → Cu3P

Hablur lanarkit dan kuprum fosfida dikisar menjadi serbuk, dicampur dalam nisbah mol kira-kira 27:2, diletakkan ke dalam tiub tertutup di bawah vakum 10-3 torr, dan dipanaskan hingga 925 °C (1,200 K; 1,700 °F) selama 5‒20 jam:[7]

Pb2(SO4)O + Cu3P + O2 (g) → Pb10-xCux(PO4)6O + S (g), di mana (0.9 < x < 1.1)

Sifat fizikal

[sunting | sunting sumber]
(a) Pengukuran kerentanan diamagnetik LK-99, (b) sampel LK-99 terapung secara separa di atas magnet besar.

Bahan tersebut didakwa sebagai superkonduktor suhu bilik. Sebuah artikel menunjukkan bahan yang mempamerkan sifat diamagnet yang kuat, dengan video yang diterbitkan menggambarkan sampel bahan yang sebahagiannya terapung di atas magnet besar.[7]

Mekanisme superkonduktiviti dicadangkan

[sunting | sunting sumber]

Penggantian separa ion Pb 2+ (berukuran 133 pikometer) dengan ion Cu2+ (berukuran 87 pikometer) dikatakan menyebabkan pengurangan 0.48% dalam isipadu, mewujudkan tegasan dalaman di dalam bahan.[2] Tegasan dalaman didakwa menyebabkan telaga kuantum heterojunction antara Pb(1) dan oksigen dalam fosfat ([PO4]3−) menghasilkan telaga kuantum superkonduktor (SQW). [2]

Lee et al. mendakwa bahawa LK-99 mempamerkan tindak balas kepada medan magnet (mungkin disebabkan oleh kesan Meissner) apabila pemendapan wap kimia digunakan untuk menggunakan LK-99 pada sampel kuprum bukan magnet.[2] Plumbum-apatit tulen ialah penebat, tetapi Lee et al. mendakwa bahawa plumbum-apatit dengan tambahan kuprum menjadikan LK-99 sebagai superkonduktor, atau pada suhu yang lebih tinggi, logam.[7] Mereka tidak mendakwa telah memerhatikan sebarang perubahan dalam tingkah laku merentasi suhu peralihan.

Pada 1 Ogos, Sinéad Griffin dari Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley menerbitkan pracetakan berkenaan analisis struktur LK-99 dilaporkan dengan teori berfungsi ketumpatan dan Vienna Ab initio Simulation Package. Analisis tersebut mencadangkan satu mekanisme mungkin bagi apatit plumbum bergantian kuprum untuk menghasilkan jalur rata terasing berkait, satu petanda lazim bagi superkonduktor suhu peralihan tinggi.[8]

Nama bahan

[sunting | sunting sumber]

Nama LK-99 adalah daripada huruf awal penemu, Lee dan JH Kim, dan tahun penemuan (1999).[9] Pasangan ini pada asalnya bekerja dengan Profesor Choi Dong-Shik (최동식) di Universiti Korea pada 1990-an.[10]

Pada tahun 2008, penyelidik Universiti Korea mengasaskan Pusat Penyelidikan Tenaga Kuantum (Q-Centre).[6] Lee kemudiannya akan menjadi KEP Q-Centre, dan JH Kim akan menjadi pengarah penyelidikan dan pembangunan Q-Centre.

Minat baharu terhadap LK-99 terbit pada 2018, di mana penyelidik baharu menyertai usaha itu.

Sejarah penerbitan

[sunting | sunting sumber]

Kertas awal telah diserahkan kepada Nature pada tahun 2020, tetapi ditolak.[10] Penyelidikan yang dibentangkan sama tentang superkonduktor suhu bilik oleh Ranga P. Dias telah diterbitkan dalam Nature awal tahun itu, dan diterima dengan keraguan—kertas kerja Dias kemudiannya akan ditarik balik pada 2022 selepas datanya didapati telah dipalsukan.[11]

Lee dan JH Kim memfailkan permohonan paten pada 2021 yang diterbitkan pada 3 Mac 2023.[12] Permohonan tanda dagangan Korea bagi "LK-99" telah difailkan pada 4 April 2023 oleh Q-Centre.[13]

Satu siri penerbitan akademik yang meringkaskan penemuan awal telah dikeluarkan pada tahun 2023, dengan sejumlah tujuh pengarang merentas empat penerbitan. Penerbitan pertama muncul di arXiv pada 22 Julai, menyenaraikan Young-Wan Kwon, bekas ketua pegawai teknikal Q-Centre, sebagai pengarang ketiga. Pracetakan kedua disenaraikan pengarang ketiga sebagai Hyun-Tak Kim, bekas penyelidik utama di Institut Penyelidikan Elektronik dan Telekomunikasi dan profesor di Kolej William & Mary.

Penemuan telah diserahkan kepada APL Materials pada 23 Julai 2023 bagi semakan sejawat.[6]

Pada 28 Julai 2023, Kwon membentangkan penemuan kumpulan itu di simposium yang diadakan di Universiti Korea.[14][15][16] Pada hari yang sama, agensi berita Yonhap menerbitkan artikel yang memetik Lee, dan menyatakan bahawa Kwon telah meninggalkan Q-Centre empat bulan sebelumnya;[6] bahawa kertas akademik mengenai LK-99 masih belum siap; dan kertas itu telah dimuat naik ke arXiv tanpa kebenaran.[6] Seorang pegawai Universiti Korea dikatakan bahawa Kwon tidak lagi berhubung dengan universiti tersebut.[6]

Pada 31 Julai, kumpulan diketuai Kapil Kumar menerbitkan pracetakan di arXiv yang mendokumenkan cubaan peniruan mereka yang mengesahkan struktur bahan dengan XRD, tetapi gagal memperoleh pengapungan atau kediamagnetan.[17]

Pada 1 Ogos, seorang wakil Q-Centre memberitahu SBS News bahawa sampel asal yang dipetik dalam kertas kajian bakal dikeluarkan kepada warga am bagi tujuan pengesahan.[18]

Penulis

[sunting | sunting sumber]

Kredit dan afiliasi penulis adalah seperti di bawah:

Penulis
Afiliasi
 Lee, Sukbae (이석배) Kim, Ji-Hoon (김지훈) Kim, Hyun-Tak (김현탁) Im, Sungyeon (임성연) An, SooMin (안수민) Kwon, Young-Wan (권영완) Auh, Keun Ho (오근호) Choi, Dong-Shik (최동식)
HYU Profesor Emeritus
KU‒KIST bekas Profesor Penyelidikan[6]†
W&M Profesor
Q-Centre (주)퀀텀에너지연구소 KPE Pengarah R&D ☑Y ☑Y bekas KPT[6] ☑Y
Paten (2020)[19] 1 2
Paten (2021)[12] 1 2 3
Lee & Kim+ (2023a)[3] 1 2 3 4 5 6 Diiktiraf
Lee & Kim+ (2023b)[2] 1 2 Diiktiraf Diiktiraf 3 Diiktiraf
Lee & Kim+ (2023c)[7] 1 2 3 4 5 Diiktiraf 6 Diiktiraf

("1" = penulis pertama, "2" = penulis pertama, dsb.)

† Pada 28 Julai 2023, Agensi Berita Yonhap memetik kata seorang wakil Universiti Korea bahawa Kwon tidak lagi berhubung dengan universiti itu.[6]

Respon

[sunting | sunting sumber]

Para saintis bahan dan penyelidik superkonduktor bertindak balas dengan keraguan.[20] Superkonduktor suhu tertinggi pada masa penerbitan mempunyai suhu kritikal 250 K (−20 °C; −10 °F), tetapi dalam tekanan lebih 170 gigapascal (1,700,000 atm; 25,000,000 psi). Superkonduktor suhu tertinggi pada tekanan atmosfera (1 atm) mempunyai suhu kritikal tertinggi pada 150 K.

Setakat 26 Julai 2023, sifat yang dikitar tidak membuktikan bahawa LK-99 ialah sebuah superkonductor memandangkan terbitan tidak menghuraikan secara jelas macam mana pemagnetan LK-99 dapat berubah, macam mana ia mempamerkan muatan haba tentunya atau perubahan merentasi suhu peralihan.[20] Satu huraian alternatif berkenaan keapungan magnet separa LK-99 ialah mungkin ia sekadar sifat diamagnet tanpa unsur superkonduktif.[21]

Sehingga Ogos 2023, percubaan itu masih tidak ditiru, walaupun percubaan awal telah disiapkan pada 2020. Selepas mendapat perhatian umum pada Julai 2023, beberapa kumpulan dan makmal bebas mula mencuba untuk menghasilkan semula sintesis.[22][6] Keputusan ujian bebas tersebut dijangka keluar pada Ogos kerana resipi untuk sintesis LK-99 dianggap mudah.[5]

Cubaan terawal dengan penerbitan tidak menunjukkan tanda apungan atau kediamagnetan, dengan sampel memiliki rintangan tinggi. Seorang kumpulan penyelidik China di Universiti Sains dan Teknologi Huazhong melaporkan bahawa serbuk kecil yang mereka hasilkan berjaya menunjukkan pengapungan diamagnet pada cubaan kedua.[23] Tiada lagi yang berjaya menghasilkan LK-99 yang cukup untuk menguji kerintangan, sematan fluks atau haba tentu.  

Rujukan

[sunting | sunting sumber]
  1. ^ "2514.2 AMU /(sin(60°)*9.843*9.843*7.428 Å^3)". WolframAlpha (calculation).
  2. ^ a b c d e f g h Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kwon, Young-Wan (2023-07-22). "The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor". arXiv:2307.12008.
  3. ^ a b (2023-03-31). "Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99)". Korea Association Of Crystal Growth.
  4. ^ Flaherty, Nick (26 Julai 2023). "Race is on for room temperature superconductor". Technology News. eeNews Europe. European Business. Diarkibkan daripada yang asal pada 26 Julai 2023. Dicapai pada 26 Julai 2023. published on the pre-print server arxiv.org and still has to go through peer review
  5. ^ a b c Garisto, Dan (27 Julai 2023). "Viral New Superconductivity Claims Leave Many Scientists Skeptical". Materials science. Scientific American (dalam bahasa Inggeris). Diarkibkan daripada yang asal pada 27 Julai 2023. Dicapai pada 28 Julai 2023.
  6. ^ a b c d e f g h i j 조승한 (28 Julai 2023). 강의영 (penyunting). '상온 초전도체 구현' 한국 연구에 국내외 논란…"검증 거쳐야" [Kontroversi dalam dan luar negara mengenai pembangunan superkonduktor suhu bilik Korea ... "Ia perlu disahkan"] (dalam bahasa Korea). Yonhap News Agency. Diarkibkan daripada yang asal pada 28 Julai 2023. Dicapai pada 28 Julai 2023. … 논문이 아니며 공개도 의도한 바가 아니라고 선을 그었다. … 이 대표는 이날 연합뉴스와 통화에서 "다른 저자들의 허락 없이 권 연구교수가 임의로 아카이브에 게재한 것"이라며 "아카이브에 내려달라는 요청을 해둔 상황" 이라고 주장했다. … 이 대표는 권 연구교수가 퀀텀에너지연구소 최고기술책임자(CTO)로 있었지만 4개월 전 이사직을 내려놓고 현재는 회사와 관련이 없다고도 밝혔다. … 고려대 관계자에 따르면 권 연구교수는 현재 학교와도 연락이 닿지 않는 상황으로 알려졌다.
  7. ^ a b c d e f g Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kim, Hyun-Tak; Im, Sungyeon; An, SooMin; Auh, Keun Ho (2023-07-22). "Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism". arXiv:2307.12037.
  8. ^ Griffin, Sinéad M. (2023-07-31). "Origin of correlated isolated flat bands in copper-substituted lead phosphate apatite". arXiv:2307.16892 [cond-mat.supr-con].
  9. ^ Kim, Ji-Hoon. "About". Dicapai pada 26 Julai 2023. working on superconducting materials again, and finally, succeeded in synthesizing a room temperature and atmospheric pressure superconductor (RTAP-SC) … named LK99 (first discovered as a trace by Dr. Lee and Dr. Kim in 1999).
  10. ^ a b 이병철; 최정석 (27 Julai 2023). ‘노벨상감’ 상온 초전도체 세계 최초 개발했다는 한국 연구...과학계 ‘회의론’ 넘을까 [Penyelidikan Korea dalam superkonduktor suhu bilik pertama dunia … bolehkah ia mengatasi 'skeptik' saintifik … untuk memnangi hadiah Nobel]. Chosun Biz (dalam bahasa Korea). Diarkibkan daripada yang asal pada 27 Julai 2023. Dicapai pada 27 Julai 2023. 연구를 주도한 이석배 퀀텀에너지연구소 대표는 27일 오전 조선비즈와 만나 “2020년에 처음 연구 결과를 네이처에 제출했지만 다이어스 교수 사태 때문에 네이처가 논문 게재를 부담스러워했고, 다른 전문 학술지에 먼저 게재할 것을 요구했다”며 “국내 학술지에 먼저 올려서 국내 전문가의 검증을 받고 사전공개 사이트인 아카이브에 올린 것”이라고 말했다. 이 대표는 지난 23일 국제 학술지인 ‘ALP 머터리얼즈’에도 논문을 제출했다고 덧붙였다. 세계적인 물리학 저널에 인정을 받겠다는 설명이다. … “지금은 작고한 최동식 고려대 화학과 교수와 함께 1990년대 중반부터 상온 초전도체 구현을 위해 20년에 걸쳐 연구와 실험을 진행했다”고 말했다. 이 대표는 상압상온 초전도체에 대한 특허도 출원했다고 밝혔다.
  11. ^ Garisto, Dan (25 Julai 2023). "'A very disturbing picture': another retraction imminent for controversial physicist". Nature (dalam bahasa Inggeris). doi:10.1038/d41586-023-02401-2. Diarkibkan daripada yang asal pada 27 Julai 2023. Dicapai pada 28 Julai 2023.
  12. ^ a b KR published 2023027536A1, 이석배; 김지훈 & 권영완, "Ceramic composite with superconductivities over room temperature at atmospheric condition and method of manufacturing the ceramic composite", published 2023-03-02  Diarkibkan 2023-07-26 di Wayback Machine
  13. ^ LK-99. Korea Intellectual Property Rights Information Service (Laporan). Pejabat Harta Intelek Korea. 4 April 2023. Diarkibkan daripada yang asal pada 26 Julai 2023. Dicapai pada 25 Julai 2023. LK-99; … Applicant: Quantum Energy Research Centre (Q-Centre); … Status: Awaiting Examination
  14. ^ Kwon, Young-Wan (28 July 2023). "The World First: Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor". MML 2023: 11th International Symposium on Metallic Multilayers. Universiti Korea, Seoul, Korea: The Korean Magnetics Society.
  15. ^ Seifert, Tom S. [@TeraTom_S] (28 Julai 2023). "Just listening to an impressive talk of one of the coauthors of the room-temperature superconductor #LK99 at Korea university, Young-Wan Kwon. Just one of the great experiences of the MML2023 conference in Seoul. #MML23" (Twit). Dicapai pada 28 Julai 2023 – melalui Twitter.
  16. ^ Bodin, Kenneth [@KennethBodin] (28 Julai 2023). "They have now also presented at MML2023. They took questions. Answers not entirely satisfying. Rumour is that MIT SC specialists are flying over to scrutinize experiments. (Photo @JohanaAkerman [Johaa Akerman])" (Twit). Dicapai pada 28 Julai 2023 – melalui Twitter.
  17. ^ Kumar, Kapil (2023-07-31). "Synthesis of possible room temperature superconductor LK-99:Pb9Cu(PO4)6O". arXiv:2307.16402.
  18. ^ "꿈의 물질 개발" 초전도체 뜨거운 관심…"샘플 곧 공개" / SBS 8뉴스 (dalam bahasa Inggeris), dicapai pada 1 Ogos 2023. ("Superconductor hot interest... Sample to be released soon"). SBS 8 News, via YouTube.
  19. ^ KR application 20210062550A, 이석배 & 김지훈, "Method of manufacturing ceramic composite with low resistance including superconductors and the composite thereof", published 2022-06-02 
  20. ^ a b Padavic-Callaghan, Karmela (26 Julai 2023). "Room-temperature superconductor 'breakthrough' met with scepticism". New Scientist. Diarkibkan daripada yang asal pada 26 Julai 2023. Dicapai pada 26 Julai 2023. Speaking to New Scientist, Hyun-Tak Kim at the College of William & Mary in Virginia says he will support anyone trying to replicate his team's work. … [HT] Kim has only co-authored one of the arXiv papers, while the other is authored by his colleagues at the Quantum Energy Research Centre in South Korea, … Both papers present similar measurements, however Kim says that the second paper contains "many defects" and was uploaded to arXiv without his permission. In that paper, the work is described as opening a "new era for humankind" … Once the findings are published in a peer-reviewed journal, which [HT] Kim says is in the works, he will support anyone who wants to create and test LK-99 for themselves. In the meantime, he and his colleagues will continue to work on perfecting their samples of the alleged miracle superconductor and move towards mass-producing it.
  21. ^ Ritchie, Stuart (26 Julai 2023). "The latest mega-breakthrough on room-temperature superconductors is probably nonsense". i. Diarkibkan daripada yang asal pada 26 Julai 2023. Dicapai pada 27 Julai 2023. What about that levitation video? Dr Sven Friedemann, associate professor at the University of Bristol's School of Physics, told i that it, and other data in the paper, "could stem from other phenomena". Graphene, … "is also diamagnetic [displaying repulsion like a superconductor] and can produce weak levitation". The video, in other words, could have a non-superconductor explanation.
  22. ^ McCalip, Andrew (28 Julai 2023). MeissnerOrBust. Replication of LK-99 (Live stream). Los Angeles – melalui Twitch.
  23. ^ Lowe, Derek (1 Ogos 2023). "Chemical News: A Room-Temperature Superconductor? New Developments". Science.org "In the pipeline" (blog). Science (journal). Dicapai pada 1 Ogos 2023.

Bacaan lanjut

[sunting | sunting sumber]
Diambil daripada "https://ms.wikipedia.org/w/index.php?title=LK-99&oldid=5928284"