초전도체의 한계와 상온초전도체가 개발된다면 ? (LK-99 는 진짜 상온초전도체 일까?)

최근 국내연구진에 의해 개발된 LK-99라는 물질이 요즘 크게 주목받고 있습니다. 이는 최초의 상온 초전도체로 예상되기 때문인데요. 이번 포스트에서는 초전도체의 정의와 그 한계 그리고 상온 초전도체가 필요한 이유 등에 대하여 알아보겠습니다.

*목차*

1. 초전도체의 정의와 그 한계

1. 초전도체의 정의와 그 한계

1.1. 초전도체란?

1.2. 초전도체의 한계

현재까지는 금속의 온도를 극저온(영하 270℃)으로 낮추면 갑자기 초전도상태에 이르게 됩니다. 바로 이 극저온 상태를 유지하는 것이 초전도체의 한계로 볼 수 있습니다. 영하 270 ℃라는 절대영도의 환경을 일상에서 만들어 내야 하는 것은 현실적으로 불가능하기 때문입니다.

초전도체의 상용화를 위해서는 초전도 현상을 일으키는 조건을 개선해야 합니다. 이것이 바로 초전도체의 목표인 금속의 초전도상태를 상온(15 ~ 25 ℃)의 수준에서 만드는 것이며, 이 기술이 등장할 경우 아래와 같은 다양한 분야에서 에너지 효율을 극대화시키고 지금껏 보지 못했던 신기술이 나타날 것입니다.

2.1 에너지 손실 제로

상온 초전도체가 개발될 경우 작게는 우리 일상생활에서 사용하는 모든 전자기기를 사용함에 있어서 전기에너지가 열에너지로 손실되는 에너지 손실 현상을 제로화할 수 있으며, 크게는 생산된 전력을 손실 없이 모든 곳으로 운송할 수 있고 에너지 저장능력을 획기적으로 발전시킬 수 있습니다.

2.2 의료기술의 발전

현재 최신 의료기술의 정수중 하나로 꼽히는 MRI (자기 공명장치)는 초전도체를 응용한 기술입니다. 하지만 초전도 전선을 액체 헬륨을 이용해 냉각시키고 있기 때문에 그 유지 비용이 비쌉니다. 상온 초전도체가 개발된다면, 절감된 비용과 훨씬 이용이 편리한 MRI 이상의 장비가 개발될 것으로 기대되고 있습니다.

2.3. 자기 부상열차의 일상화

초전도체에 자석을 가까이하면 초전도체는 공중으로 떠오르는 현상이 나타납니다. 이 상태를 자기 부상이라 말하며, 이 상태를 이용한 초전도용 자기 부상 열차를 개발할 수 있습니다. 이 초전도용 자기 부상 열차는 기존 자기 부상열차보다 10배가량 더 부상시킬 수 있으며, 비행기 수준의 속도로 운행될 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

2.4. 초전도체 슈퍼 컴퓨터의 등장

컴퓨터의 성능을 극대화시키면 어쩔 수 없이 따라오는 것이 극심한 열 발생입니다. 만약 상온 초전도체가 개발이 된다면 이 성능과 비례하여 발생하는 열 없이 엄청난 성능을 지닌 슈퍼컴퓨터를 만들어 낼 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

최근 우리나라의 퀀텀에너지연구소에서 개발한 LK-99 초전도체는 세계최초의 상온 초전도체라는 타이틀을 달고 언론에 알려졌습니다. 하지만 현재까지 해당 물질을 합성과 초전도 현상의 확인이 다른 여러 연구팀에 의해 재현되지 않고 있기 때문에 그 결과가 어떻게 될지 세간의 주목이 집중되고 있습니다.

4. 마치며

오늘은 그 개념 자체는 이미 19세기 초부터 정립되어 온 초전도체에 대해 알아보았습니다. 그 효용가능성이 무한대에 이른다는 초전도체이기 때문에 이번 퀀텀에너지연구소의 LK-99에 세계적인 관심이 집중되고 있는 것 같은데요. 이 LK-99 가 상온 초전도체임이 확정이 된다면 위에서 언급했던 분야뿐만 아니라 우리 사회 전반적인 부분에 거대한 변화를 가져올만한 사건이기 때문에 우리도 그 결과에 대해 관심을 가져보아야 할 것 같습니다. (상온 초전도체임이 확정되어 전 세계가 확 바뀌는 계기가 되면 좋겠습니다.)

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