상온 초전도체가 뭐길래? 초전도체 원리, 활용, 검증 등

얼마 전 우리나라의 연구진들이 상온 초전도체(LK99)를 만들었다고 발표했는데요. 초전도체가 인류에게 불의 발견과 같은 혁명을 일으킬 물질이라며 연일 큰 화제입니다. 초전도체 관련주가 일제히 급등했죠. 초전도체가 구현되면 대한민국이 둥둥 떠다니고, 서울에서 부산까지 30분 안에 도착한다는데 도대체 이게 무슨 소리일까요? 오늘 상온 초전도체 원리, 활용, 검증 등 쉽게 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

상온 초전도체가 뭐길래? 초전도체의 정의 

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초전도체 전에 초전도 현상을 설명드리겠습니다. 초전도 현상은 어떤 물질을 특정 온도 이하로 냉각시키면 전기 저항이 완전히 사라지고 전류를 아무런 전력원 없이 무제한으로 흘려 보내는 현상을 말합니다. 전기 저항이 0이 되면 물질에 전류가 흐를 때 어떤 손실도 없이 영구히 전류가 흐를 수 있습니다.  무한히 전력이 지속되는 것을 마이너스 효과라 부릅니다. 이 효과에 의해 자기장이 내부에 침투하지 못하여 자기 부상과 같은 현상이 일어납니다.

초전도체는 이를 가능하게 하는 물질을 말합니다. 현재까지 알려진 초전도체 물질들은 앞서 말한 것 처럼 매우 낮은 온도, 매우 높은 압력 등 특정한 조건이 성립되어야만 초전도체의 힘을 보여주었는데요. 그래서 실생활에서는 활용이 어려웠다고 합니다. 그래서 상온에서 초전도체를 실현하는 실험들이 계속 이루어졌다고 해요. 실생활에서 전기를 손실 없이 사용하고, 자기 부상이 가능하다면....? 사람들이 왜 초전도체에 열광하는지 알 것 같네요. 

 

 

상온 초전도체가 실현된다면, 상온 초전도체의 활용

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많은 네티즌들이 상온 초전도체 이슈를 접하고, 다양한 상상의 나래(?)를 펼치고 있는데요. 노벨상의 이름이 고려대상으로 바뀔 것이라고 할 정도로 혁신을 불러일으킬 수 있는 상황들인지 몇 가지 사례를 가져왔습니다. 

 

1. 자기 부상열차로 마찰이 없이 초고속 주행이 가능합니다. 

현재 운행되는 자기 부상 열차는 겨우 1cm가량을 띄울 수 있다고 하는데요. 이보다 훨씬 높이 띄우는 자기 부상 열차가 가능해질 경우, 속도가 훨씬 빨라질 수 있다고 합니다. 지금 자기 부상 열차 속도가 300~500km이고, 단거리를 운행중인데 얼마나 빨라질지 기대가 됩니다. 

 

2. X-ray 대신 MRI가 대중화되어 의료 편의성이 높아집니다.

MRI는 X-ray처럼 방사선이 아니므로 인체에 무해하며, 환자의 자세와 상관없이 인체에 영상을 자유롭게 얻을 수 있는데요. 특히 조영제와 같은 특별한 약물이 없이고 고해상도의 혈관 영상도 찍을 수 있어 뇌경색 같은 질환을 관찰하기에 좋은 검사인데요. 현재 MRI 진단은 초전도자석과 같은 매우 낮은 온도의 냉각 장치가 들어있는 커다란 자석통 속에서 이루어져요. 냉각 장치 없이 간편하게 MRI를 이용할 수 있게 된다면 더욱 정확한 검진으로 인해 의료 편의성이 매우 높아지겠죠. 

 

3. 발열 현상이 없는 전자 기기를 사용할 수 있습니다.  

노트북 팬 돌아가는 소리, 손난로 스마트폰은 이제 안녕이에요. 발열 현상은 전기 저항으로 발생하기 때문에 발열 현상이 없는 초전도체를 사용하면 발열 현상이 없거든요. 이렇게 되면 초전도체 기반 컴퓨터 시스템 설계가 진행되고 훨씬 더 발전한 컴퓨터를 사용할 수 있을 거라는 예측이 나오고 있습니다.

 

4. 에너지 손실없는 전력 전송이 가능합니다. 

초전도체는 장거리에 걸쳐 고효율 및 무손실 전력 전송을 가능하게 합니다. 에너지 손실이 없기 때문에 기존 전력망 보다 효율적이고, 친환경적인 에너지 공급이 가능하게 됩니다. 

 

 

상온 초전도체 현재 상황은? 상온 초전도체의 검증 

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현재 전세계 연구자들이 국내 연구진이 발표한 상온 초전도체(LK-99) 재현에 매달려 있는 상황이라고 합니다. 물론 논문 공개 후 여러 가지 지적이 많았어요. 논문의 물리학계의 정설과 주류에서 한참 비껴가는 내용이었고, 신뢰성 등에 문제가 있었기 때문입니다. 그리고 이전에도 여러 나라에서 실험을 조작해서 이슈가 되었던 적도 있었죠. 그러나 이번 경우는 누구나 검증이 가능하도록 모든 연구 내용을 오픈했다고 합니다. 그리고 공개된 절차를 재현하는데 긴 시간이 걸리지 않는다고 해요. 이게 진짜인지 가짜인지 꽤 빠르게 검증할 수 있다는 얘기죠. 그렇다면 투자나 사기를 빌미로 시간을 끄는 모양새는 아닐 듯한데.. 모두가 검증하고, 다시 연구하다 보면 구현이 가능할 것이라고 생각했기 때문일까요? 매일 상온상압 초전도체의 실험 결과가 발표되고 있는 가운데 정말로 논문이 입증된다면 어떤 변화를 가져올지 기대가 됩니다.