LK-99

LK-99 ialah sebuah bahan yang didakwa sebagai superkonduktor suhu bilik dengan penampilan kelabu kehitaman. 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 (), dan Ji-Hoon Kim () daripada Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST). Pasukan itu mendakwa bahan ini berfungsi sebagai superkonduktor pada tekanan persekitaran, dan di bawah .

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

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

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

Sintesis 
Lee et al. menyediakan kaedah sintesis kimia bahan LK-99 dengan menghasilkan lanarkit daripada campuran nisbah mol 1:1 serbuk plumbum(II) oksida (PbO) dan plumbum(II) sulfat (Pb(SO4)) yang dipanaskan pada suhu  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  selama 48 jam: 

 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  selama 5‒20 jam: 

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

Sifat fizikal 

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.

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

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. 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. 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.

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

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

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

Sejarah penerbitan 
Kertas awal telah diserahkan kepada Nature pada tahun 2020, tetapi ditolak. 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.

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

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 , 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.

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

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.

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.

Penulis 
Kredit dan afiliasi penulis adalah seperti di bawah:

("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.

Respon 
Para saintis bahan dan penyelidik superkonduktor bertindak balas dengan keraguan. Superkonduktor suhu tertinggi pada masa penerbitan mempunyai suhu kritikal , tetapi dalam tekanan lebih . Superkonduktor suhu tertinggi pada tekanan atmosfera (1 atm) mempunyai suhu kritikal tertinggi pada 150 K.

, 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. Satu huraian alternatif berkenaan keapungan magnet separa LK-99 ialah mungkin ia sekadar sifat diamagnet tanpa unsur superkonduktif.

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. Keputusan ujian bebas tersebut dijangka keluar pada Ogos kerana resipi untuk sintesis LK-99 dianggap mudah.

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. Tiada lagi yang berjaya menghasilkan LK-99 yang cukup untuk menguji kerintangan, sematan fluks atau haba tentu.

Rujukan

Bacaan lanjut

 
 
 
  

Sebatian plumbum(II)
Fosfat
2023 dalam sains
Sains dan teknologi di Korea Selatan
Kontroversi saintifik
Sumber bahasa Korea CS1 (ko)
CS1 menggunakan skrip bahasa Korean (ko)
Webarchive template wayback links