최근 상온상압 초전도체에 전 세계가 열광을 하고 있습니다.
이거 입증하면 노벨상은 따놓은 당상이다라고 하는 꿈의 물질이라고 불리는 상온에서의 초전도체를 국내 한 연구기업이 개발했다고 발표했습니다.
지난달 한 논문 공개 사이트에 올렸는데 미국 로렌스 buckly 국립연구소에서 시뮬레이션 실험을 해보니 이론적으로 가능하다며 논문에 힘을 실어주면서 전 세계가 들뜨기 시작했습니다. 이후, 상온상압 초전도체 관련 국내 주식은 연일 상한가를 치고 있는 상황입니다.
도대체 왜 이렇게 전 세계가 열광하고 이목을 집중하고 있는 건지 그 이유를 살펴보겠습니다.
상온상압 초전도체의 개념과 의미
초전도체는 전기가 잘 통하는 물질 중에서도 전기저항이 0인 물질을 가리킵니다.
예컨대 송전탑을 통해 전기를 보내거나 휴대전화 배터리를 사용할 때 열이 나죠 전기저항이 있기 때문인데요,
열이 나면서 전기 효율이 떨어지고 이를 막으려는 냉각기술의 돈이 들어가게 됩니다.
그런데 전기저항이 0이면 열도 나지 않고 전기도 100% 그대로 전해지겠죠. 이게 초전도체의 힘입니다.
그동안은 영화 200도 이하일 때나 100만 기압 이상의 초고압일 때만 초전도체가 존재했는데요,
우리나라 연구기업이 구리와 납을 이용해서 상온에서도 기능할 수 있는 초전도체를 만들었다고 발표한 겁니다.
그게 사실이면 노벨상은 물론 일상에서 혁신적인 변화가 생기는데요, 자기장을 물체 밖으로 밀어내는 초 전도체의 성질을 이용해서 연료를 거의 쓰지 않는 초고속 자기 부상열차가 개발될 수 있고 당장 휴대전화 등 전자기기에도 발열이 생기지 않을 수 있습니다.
충전 효율도 극도로 높아지니까 전기 생산 비용을 혁신적으로 아낄 수 있겠죠.
벌써 누리꾼들 사이에서는 애국과 화면에 초 전도체를 넣은 합성사진 지구온난화를 한국의 해결했다는 미래의 뉴스 등 온갖 미미 돌고 있습니다.
문제는 이게 현실적으로 구현이 가능하냐는 것입니다. 이론적인 시도를 한번 해봤다는 것뿐이지 아직 검증이 제대로 안 됐다는 학계의 회의적인 시각도 많습니다.
상온상압 초전도체 최초의 발견
상온상압 초전도체가 국내에서 발표를 했다고 해서 최초로 발견을 한 것은 아닙니다.
상온상압 초전도체의 탄생은 과학 역사상의 혁신 중 하나로 꼽히는데요,
1986년, 알렉산더 뮐러 박사와 그의 팀은 첫 번째 상온상압 초전도체인 'Lanthanum Barium Copper Oxide'를 발견하였습니다.
이 놀라운 발견은 당시까지는 수많은 물질들이 저온과 고압에서만 초전도 특성을 나타냈던 것과는 달리, 상온과 상압에서도 초전도 특성을 나타내는 물질이 존재할 수 있음을 보여주었습니다.
이후 다양한 물질들이 상온상압 초전도체로 발견되었고, 이로 인해 초전도 연구는 급속도로 진화하게 되었습니다.
상온상압 초전도체와 기존 초전도체의 가장 큰 차이점은 온도와 압력에서 초전도 특성을 나타내는 지점입니다.
기존의 초전도체들은 매우 저온과 높은 압력에서만 초전도 특성을 나타내지만, 상온상압 초전도체는 상온과 상압에서도 동일한 효과를 나타내는 것이 특징입니다.
이로 인해 냉각 장치나 고압 장비를 사용하지 않아도 되므로 기존 초전도체보다 훨씬 더 실용적이고 경제적인 장점을 가지고 있습니다.
초전도 현상과 상온상압 초전도체의 원리 및 응용 분야
초전도 현상은 전기 전류가 특정 물질을 통과할 때 전기 저항이 제로로 감소하는 현상을 말합니다.
상온상압 초전도체의 작동 원리는 아직 완전히 이해되지는 않았지만, 이는 물질 내의 전자들이 결합상태로 협력하여 전기 저항을 없애는 것으로 추정되고 있습니다.
이러한 물질들은 구성 원자들 간의 복잡한 상호작용을 가지고 있으며, 이에 대한 연구는 현재도 진행 중이며 지속적으로 발전하고 있습니다.
상온상압 초전도체 기술이 실제 검증 및 개발에 성공한다면 그에 따른 응용 분야는 수없이 다양하며
현재까지 가장 주목받던 AI 기술을 뛰어넘는 기술이 될 것이라는 전망도 있습니다.
<상온상압 초전도체의 주요 응용 분야 >
- 1. 에너지 저장과 전송 기술 : 상온상압 초전도체를 이용하면 전기 전송과 에너지 저장 분야에서 큰 혁신이 가능합니다. 초전도체의 특성상 전기 저항이 없으므로, 전력 전송 시 발생하는 에너지 손실을 최소화할 수 있습니다. 이를 통해 전력망의 효율성을 향상하고 친환경적인 에너지 시스템을 구축할 수 있습니다.
- 2. 의료 기기 및 진단 장비: 상온상압 초전도체를 이용하여 개발된 초전도 의료 기기는 뛰어난 민감도와 정확성으로 인해 의료 진단 분야에서 중요한 역할을 수행합니다. 초전도 자기 공명 영상(MRI)은 정교한 내부 영상을 생성하여 진단의 정확성과 환자의 안전성을 향상합니다.
- 3. 자기 부상열차(Maglev Train): 상온상압 초전도체를 적용한 자기 부상열차는 지상과 접촉하지 않고 공중에서 부상하여 마찰을 최소화하는 특성을 갖습니다. 이를 통해 초고속 운송 시스템을 구현하고 빠르고 안전한 철도 이동을 가능케 합니다.
- 4. 과학 연구 및 기타 산업 응용: 상온상압 초전도체는 기초 연구 분야에서도 활용됩니다. 물리학, 화학, 재료학 등 다양한 과학 분야에서 새로운 물질의 발견과 기능을 연구하며 기존 기술의 발전을 이끌어내는 중요한 역할을 합니다. 또한 산업 분야에서도 초전도체의 특성을 활용하여 전기 기기의 성능을 향상하고, 새로운 제품과 기술을 개발하는 데에 사용됩니다.
- 5. 생명과학 및 의학 연구: 생명과학과 의학 연구에서도 상온상압 초전도체가 활용됩니다. 초전도체의 고감도 특성을 활용하여 신약 개발과 약물 효능 평가 등의 연구에 사용됩니다. 또한 생체 내부의 물질 이동과 반응을 이해하는 데에도 초전도체가 유용하게 적용됩니다.
상온상압 초전도체에 전 세계가 열광하는 이유에 대해 살펴보았는데요 오늘 기준으로 여러 국가 연구실에서 논문을 토대로
임상실험을 진행 중이라고 하니 향후 결과가 기대가 되며, 설령 검증에 실패하더라도 지속적인 연구와 기술 혁신을 통해 새로운 가능성들이 계속해서 개척될 것으로 기대됩니다.