上周，韓國量子能源中心（Q-Centre）爆出一個大新聞，他們宣布發現了首個常溫常壓下的超導材料LK-99。而且這一材料的制造方法非常簡單，甚至可以在中學的化學實驗室中完成制備。

就在兩天前，華中科技大學常海欣課題組宣布合成并驗證了LK-99的邁斯納效應，并在視頻網站嗶哩嗶哩上上傳了相關試驗視頻。只是由于目前的樣本量過少，尚無法完成電阻率的測定。常溫常壓下的超導可能真的要來了。

這項物理學上的突破看似離我們普通人還十分遙遠，但其實與每個人都密切相關，因為現在應用超導技術最多的就是醫療領域。現在已經普及的MRI檢查，以及價格高昂的質子重離子治療，都可能因此降價。

MRI和質子重離子治療或能降價

核磁共振（MRI）和質子重離子治療都是醫療領域的尖端技術，一個是檢查軟組織的利器，一個是治療腫瘤的神器（參考文章：30萬的質子重離子放療 vs. 5萬的常規放療，差異在哪？），而他們都要用到超導磁體：

● MRI通過超導磁體產生的強磁場讓氫原子核發生磁共振，以此對軟組織成像；

● 質子重離子治療則要用超導磁體完成質子、重離子的加速、聚焦和定向。

質子重離子治療儀結構，圖中藍色的都是超導磁體。1是加速器，2和3是治療室

而這兩項技術也都受到了當前超導技術的限制。以MRI為例，我們看到的MRI儀那個巨大的“空心圓筒”，就是真空隔熱罩里先套一層液氮罐，再套一層液氦罐，超導線圈則在液氦里面保持4K（-269℃）的低溫。

這種結構下，MRI儀的“筒壁”難以做薄，中間留給患者的空間也十分有限，胖一些的人或有幽閉恐懼癥的人都很難做MRI檢查。

MRI儀的機構

而且，用來給超導線圈降溫的液氦是一種非常昂貴的不可再生資源，一臺MRI一年運行下來，僅液氦的成本就要10~20萬元。

更關鍵的是，中國還是一個極度貧氦國家，對液氦的進口依賴度高達97.5%，美國則掌握全球接近一半的氦氣資源。如果國際形勢發生變化，國內的MRI、質子重離子治療等需要液氦的儀器設備恐怕都會受到影響。

如果能用常溫常壓超導材料制作MRI儀、質子重離子治療儀所需的超導磁體，不但可以省掉每年消耗液氦的費用，超導線圈外厚厚的保溫制冷結構也都可以去掉。屆時MRI儀和質子重離子治療儀的制造和使用都將更為方便。

懸浮病床預防褥瘡

在魔術領域，人體懸浮術可以說是一個經典的魔術，魔術師絞盡腦汁通過各種隱藏的支撐制造出懸浮的假象。但如果有了室溫超導材料，人體懸浮將不再是魔術，而成為現實。

這是因為組成人體70%的水分子是一種抗磁性分子，在磁場中無論是靠近N極還是S極都會受到微弱的排斥。

在1994年，物理學家Andre Geim就用一塊20特斯拉的電磁鐵（一般MRI中的磁場強度為1.5~3特斯拉）實現了青蛙的懸浮，并因此獲得了2000年的搞笑諾貝爾物理學獎。（PS：10年后，Andre Geim憑借膠帶撕石墨烯獲得了真正的諾貝爾物理學獎）

青蛙磁懸浮

當然，人體比青蛙要沉的多，懸浮人體所需的磁場也比青蛙要大得多。但如果使用超導磁體的話，由于超導體本身也有完全的抗磁性，預計僅需2~3特斯拉的磁場強度就能實現人體的懸浮。

要是用這一技術制造一張病床，患者可以直接懸浮在上面，沒有壓迫，也不會長褥瘡，這對長期臥床的患者及其護理人員來說，都將是一大福利。

其實，醫學的每一次進步都和科學技術的發展密不可分。19世紀物理學家對放射性的研究，為醫學帶來了放療和x光片，二戰時對化學武器的研究為醫學帶來了化療，近年來計算機技術的發展也讓藥物的篩選方便了很多。

這次的LK-99是否真的是常溫常壓超導材料，它又能給醫學領域帶來哪些改變，我們拭目以待。

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