초전도체에 대한 의미가 무엇인지 그리고 지금 어떤상황인지 한국에서 과연 달성가능한지에 대해 자세히 알아보겠습니다. 초전도체의 활용과 근황, 그리고 이용사례와 전망, 상온에서도 사용이 가능한지, 원리와 고려대에서 발생한 이사건에 대해 자세히 알아볼게요. 한국에서 과연어떻게 될까요?
대한민국, ‘상온 초전도체’ 발명 세계 최초 발표로 관심 집중
한 미터 길이의 구리 송전선의 선로를 대신할 만큼 전기의 흐름이 정지된 초전도체가 대한민국에서 개발된 세계 최초 국가 중 하나가 될 전망이다.
초전도체는 저온에서 전기저항이 사라져 자기장을 내보내 하나의 선처럼 흐르는 현상으로, 이번 연구는 고온이나 고압에서도 초전도체 특성을 나타내는 '상온 초전도체'를 세계 최초로 개발한 것으로 전해졌다.
7월 22일 이 연구결과가 아카이브(Archive)에 발표된 후, 초전도체에 대한 대한민국의 기술력이 세계적으로 인정받게 되면서 관심을 모은 바 있다.
초전도체는 대한민국의 기술 선진국 이미지를 한층 높여주는 과학기술적 진보의 중요한 이정표가 되었다
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주요 매체들이 초전도체와 관련된 기사를 다루며 대한민국의 과학 기술 개발에 대한 좋은 반응을 보이고 있으며 초전도체에 대한 이해를 깊게 하고자 특집을 내거나 관련 자료를 공개하고 있다.
️초전도 루프를 통과하는 전류는 전기저항이 0이 되어 영구적 사용 가능
초전도 루프를 통과하는 전류는 전기저항이 0이 되기 때문에, 전류는 무한정으로 지속될 수 있다.
전기저항이 0인 결과로, 송전 효율이 100%이며 발열이 없고, 컴퓨터나 스마트폰의 돌림에도 발열이 없는 것을 확인할 수 있다.
이러한 개념은 MRI(자기 공명 영상)와 같이 강한 자기장을 생성해야 하는 장비에서 많이 활용된다.
MRI는 자석통 내부의 고주파를 이용해 신호를 영상으로 나타내주는데, 몸에 금속성 물질을 가지고 들어가면 위험할 수 있기 때문에 주의가 필요하다.
초전도체는 상온에서 동작시키는 것이 가능한 기술
강한 자기장을 만들기 위해 저항이 없는 초전도체 자석을 사용하여 MRI 기계를 작고 효율적으로 만들 수 있지만
초전도체는 임계 온도 이하에서만 전기 저항이 0이 되기 때문에, 현재는 액체 헬륨을 사용하여 극한의 온도를 유지해야 한다.
하지만 상온에서 초전도체가 작동한다면 압축기나 냉각장치가 필요 없이 20도에서도 사용할 수 있을 것이다.
초전도 자석은 핵융합 가능성을 가진 대한민국의 첨단 기술!
대한민국에서 개발한 초전도 자석은 핵융합을 위해 사용되는데, 이를 만들기 위해서는 엄청나게 큰 자기장이 필요하다.
전용 초전도 자석이 없을 경우 초전도 자석을 만드는 것도 가능하며, 가격 & 방식 면에서 유리하다.
초전도체의 가장 특징적인 모습은 공중부양이다.
이유는, 저항이 0일 때 가장 이롭기 때문이며 이론적으로는 마이스너 효과와 연관이 있다.
초전도체 물질은 자기장내에서 뜬 상태로 고정될 수 있는 양자현상을 보이는데, 이러한 특징은 자기부상열차 등 다양한 산업에 활용될 수 있음
일반적 물질은 자기장을 통과해도 영향을 받지 않지만 반자성을 가진 초전도체는 자기장을 지나갈 수 없어 공중에 뜨게 됨
초전도체가 뜬 채로 고정되는 양자고정현상은 자기부상열차 등 다양한 산업에 응용될 수 있음
양자고정 현상은 초전도체의 자기장내 고정효과로 발생되며, 이는 초전도체 특유의 특징
미래에는 초전도체를 이용한 기술이 나오게 되면서, 나의 냉장고와 핸드폰 등이 뜨고, 다양한 산업 분야에서의 혁신이 가능해질 것으로 예상됨
-269도에서 전기저항이 0이 되는 현상
1911년, 네덜란드 물리학자인 하이케 카메를링 오너스 예가 -269도에서 전기저항이 0이 되는 현상인 '초전도 현상'을 발견함
원래 온도를 낮추면 전기저항이 서서히 줄어드는데, 이 현상은 -260, -250도 근처에서 갑자기 전기저항이 0이 됨
초전도 현상을 응용하면 자동차, 자전거 등 연료 소모 없는 운송이 가능하지만, 온도를 매우 낮춰야 하는 문제점이 있음.
온도를 더 낮출수록 전기 항복강도는 강화되며 실용적인 응용이 어려움. 인간의 대사와 유사한 온도이므로 의학적 이용도 기대되지만, -200도 이하로 온도를 낮추는 일은 남았음.
정확한 과학의 이유는 모른다
과학은 관측의 결과이며, 중력이 발생하거나 광속이 불변하는 이유를 분명히 알지 못하고 여러 이론이 있지만 정확한 이론은 아직 없다.
초전도 현상도 완벽히 이해할 수 있는 이론은 아직 없고, 이를 발견하면 노벨상의 후보가 될 수 있다.
초저온에서는 BCS 이론이 그럴듯하지만, 상온이나 고온에서는 완벽하지 않다.
초전도 현상을 발견할 수 있는 상온이나 고온에 대한 연구는 전 세계적으로 진행 중이다.
임계 온도를 높이는 방법으로는 영하 250도 이상에서 초전도 현상을 구현할 수 있는 것을 계속 찾는 일과 기압을 높이는 방법이 있다. 하지만 더 높은 기압을 만드는 것이 더 어렵다.
대한민국이 상온 상압에서 초전도체 현상을 보이는 물질을 발견함.
과학계에서는 낮추고 최적의 조건을 찾는 연구가 이루어지고 있었음.
하지만 대한민국은 상온, 상압에서도 초전도체 현상을 보이는 물질을 발견한 것으로 알려짐.
이 물질은 대한민국이 2023년에 발표한 것으로, 어떤 극한 온도나 압력이 아니라 우리 일상에서도 사용 가능함.
이 연구는 노벨상 수준의 발견으로 평가될 수 있음.
세계 최초 상온 상압 초전도체 합성!
한국 공동 연구팀이 세계 최초로 간단한 제조 공정으로 상온, 상압 초전도체 LK-99 합성에 성공했다.
한국에서 진행된 이 연구 결과가 전 세계적으로 주목받았으며, 이를 통해 전기산업계에 혁명이 일어날 것으로 보인다.
연구팀은 논문에서 이유를 모르겠다고 하지만 20년간 1000번의 실험을 통해 성공했고, 늦어도 7월 28일날 이 결과가 발표되었다.
초전도체 합성은 전문적인 분야라는 것에서부터 비롯하여 세계 최초로의 경험의 중요성 등이 널리 언급되었다.
논문을 작성하다가 문제 발생
주말에 지내며 논문 초안 작성하고 있던 연구원들이 논문 철회 사건 발생.
예전 철회된 회상과 같은 얘기를 들어, 회의적인 분위기가 팽배하다.
뉴욕 로체스터 대학교의 물리학자 Ranga Dias도 몇 번이나 논문을 철회한 적이 있었다는데, 이번 철회된 논문에 대한 철회 요청도 제기중이다.
또한 논문 작성 방식이 수상하다는 의견들도 있으나, 해당 데이터를 충분히 설명하지 못한 것으로 추측됨.
하지만 연구원들은 여전히 전력으로 논문 작성을 하고 있다는 듯.
