상온 초전도체 뜻, 특징, 원리, 활용, 갤러리, 검증

요즘 과학계를 요동치게 만드는 화두인 상온 초전도체에 대해서 알아보고자 합니다. 이게 사실이면 바로

노벨상 감이라고 하니 얼마나 대단한지 감이 오시나요? 초전도체가 무엇이고, 특징, 원리, 활용처, 갤러리

검증계획, 관련주에 대한 내용을 확인하실 수 있습니다.

예전에 후배에게 황우석 박사 논문이 조작되었다는 전화를 받고 놀랐던 기억이 있는데, 이번에는 그러지

않기를 기대해 봅니다.

 

초전도체

초전도체란 무엇인가

  

특정 온도 이하에서 모든 전기 저항을 상실하는 물질을 초전도체(superconductor)라고 합니다. 이 현상은

1911년에 네덜란드의 물리학자 오너스(H. K. Onnes)에 의해서 처음으로 발견되었습니다. 일반적으로 구리나

은과 같은 금속성 도체(metallic conductor)의 전기 저항은 온도가 낮아짐에 따라 점차 감소합니다.

 

상온 초전도체

영어로 LK99 room temperature room temperature 입니다. LK 99는 제1발명자인 이(Lee)석배 + 제2발명자

김(Kim)지훈의 성을 따서 LK 가 되었고 1999년에 연구를 시작했기 때문에 이 물질 이름에 LK 99 라고

붙였다고 합니다.

 

초전도체 특징

전기저항이 없다.

 

전기 저항이 없다는 건 전류를 흘렸을 때 에너지 손실이 없다는 것입니다. 전선으로 만든다면 현재 20%

이상의 전력 손실이 거의 사라지게 됩니다. 한 번 발생한 전류가 무한히 흐를 수 있다면, 전력 전송이나

에너지 저장과 같은 분야에서 엄청난 효율과 이득을 가지게 됩니다.

 

마이스너 효과(Meissner effect) (마이너스 효과가 아닙니다)

 

일반적인 도체는 외부 자기장에 반응하는 특성이 있습니다. 완전 도체(perfect conductor) 내부에 자기

선류가 생기고, 외부 자기장과 상호 작용을 합니다. 하지만, 초전도체는 자기장 속에서 다른 모습을 보입니다.

초전도체는 외부 자기장과 반대 방향의 자기장을 내부에 만듭니다. 내부에 자체적인 자기선을 만들어 외부

자기장을 밀어내는 모습을 보입니다. 마이스너 효과는 초전도체 성질 중 가장 흥미로운 성질로써 자석을

부상시키는 능력입니다.

 

초전도체 원리

이 기술의 작동하는 원리는 물질 내에서 쿠퍼 쌍이라는 두 전자의 결합체가 생성되어 전기 저항이 없어지는

것에 있습니다. 쿠퍼 쌍은 강한 상호 인력을 가지고 있어서 전기 저항이 사라집니다.

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아직 이 기술은 초기 개발 단계에 있지만, 전기 전송과 저장을 기존 기술보다 더 빠르고 효율적으로 수행할 수

있어 잠재력이 상당합니다.

앞으로 전기, 전자 및 운송 분야를 포함한 다양한 산업에서 큰 변화를 경험할 것으로 예상되며, 이 기술은

미래의 핵심 기술 중 하나가 될 것으로 기대됩니다.

 

초전도체 활용

자기공명 영상장치(MRI)

 

병원에서 사용하는 MRI는 초전도체를 활용하고 있습니다. 단열이 잘 되어있어 느끼기 어렵지만, 기계 안에서는

초전도현상을 이용하기 위해 영하 269도의 액체헬륨으로 냉각 작업이 이루어지고 있습니다. 상온 초전도체가

상용화되면 MRI 기기 설치와 사용, 보수가 한결 간편해지고 보다 정교하고 안정된 결과도 얻을 수 있습니다.

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자기부상열차

FREEPIK 인용

 

자기부상열차는 같은 극끼리 밀어내는 자석의 성질로 움직입니다. 초전도체의 특징으로 설명드린

마이스너효과도 이용됩니다. 열차를 공중으로 띄우려면 자석의 세기가 굉장히 강해야 합니다. 강한 자석을

만들기 위해 코일을 감아 전류를 흘려주는 방법을 사용합니다.

초전도체를 사용한 작동 방식이 MRI와 비슷합니다. 냉각에 드는 막대한 설치, 사용 비용이 사라지고 , 장치의

고장 가능성도 현저히 낮아집니다. 따라서 안정성과 효율성은 올라 생산성이 상당히 증가합니다.

 

​양자컴퓨터

 

초전도체를 활용하기 위해 매우 낮은 온도에서 동작하는 양자컴퓨터도 큰 발전이 가능합니다. MRI와

자기부상열차처럼, 온도와 저항, 열로부터 제약이 크게 줄기 때문입니다.

 

원소 주기율표

원소주기율표

금속들끼리 섞어보기도 하였는데, 금(Au) 96%와 비스무트(Bi) 4% 섞으면 초전도체가 발견되었습니다.

여기서 놀라운 점은 순수한 금(Au)과 순수한 비스무트(Bi)는 전혀 초전도성을 나타내지 않는다는 점입니다.

초전도성을 나타내는 물질들의 리스트를 살펴본 과학자들은 당황할 수 밖에 없었습니다. 왜냐하면 특이하게도

전기를 아주 잘 흘리는 도체의 경우, 예를 들어 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag)에서는 초전도성이 전혀 발견되지 않고,

전기를 상대적으로 잘 흘리지 못하는 '나쁜' 도체의 경우, 예를 들어 수은(Hg), 주석(Sn), 납 (Pb), 갈륨(Ga)의

경우에는 낮은 온도에서 초전도가 발견되었기 때문입니다.

 

초전도체 갤러리

디시인사이드의 초전도체에 관한 다양한 이야기를 나누는 공간입니다. 초전도체 갤러리(gall.dcinside.com)는

2023년 7월 28일 메인 갤러리로 승격되었습니다.

 

상온 초전도체 검증

 

한국초전도저온학회가 최근 상온·상압 초전도체 주장이 제기된 'LK-99' 검증에 나서기 위해 검증위원회

구성작업 중 이라고 합니다.

 

 

초전도체 관련주

삼성전자, SK하이닉스, LG디스플레이, 삼성SDI, LG화학, SK이노베이션, 한화솔루션, POSCO, 현대차,

기아, 네이버, 카카오 등이 있습니다.

 

 

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