국내 연구진이 초전도체 기술을 개발했다는 뉴스가 화제가 되고 있습니다.
그냥 초전도체 기술이 아니고 상온상압 초전도체 입니다.
현재 논문이 공개되었으며 미 국립 연구기관에서 시뮬레이션 결과 발표를 기다리고 있습니다.
고려대 연구진이 발표한 “LK-99”라는 초전도체는 이론적으로 가능성을 확인하며 전 세계의 이목을 끌고 있는데요. LK-99의 L은 1발명자인 이석배의 L + K는 2발명자의 김지훈 + 연구시작년도인 1999년의 99를 따서 LK-99라는 명칭이 정해졌다고 하네요.
초전도체(Superconductor)란 무엇인가?
기본적으로 전도성 성질을 가진 물체이며, 전기저항이 0Ω인 물질입니다.
쉽게 얘기해서 말그대로 일정 온도 이하의 초저온에서 반도체, 금속, 합금 또는 유기물 등이 전기적 저항이 사라지면서 전류 자체의 흐름이 아무 저항없이 흐르는 현상입니다.
에너지가 방해받지 않고 온전히 전달 될 수 있다는 의미 입니다.
상온상압 초전도체는 말그대로 상온에서 초전도 현상을 발생하게 해주는 기술이죠.
이는 반도체 산업에 필요한 회로를 초전도체로 만들게 되면 전류자체가 아무 저항없이 영구적으로 흐를수 있다는 뜻인데요. 정말 불의 발견과도 같은 기술입니다.
상온상압 초전도체의 발명은 왜 대단한가?
상온상압 초전도체의 개발이 성공적으로 발표될 경우 노벨상도 기대할 수 있을 정도의 대발명입니다.
우리가 보통 전기가 통하는 물체를 ‘도체’라고 하죠 이 도체에는 저항이란 것이 존재하며 어느 환경이든 여러가지 형태로 존재를 하게 됩니다. 우리가 흔히 가전기기에 사용하는 전선에도 저항이 존재하죠 이러한 저항은 순도가 높을수록 줄어들게 되는데 비싼 케이블을 쓰는 이유가 다 여기에 있습니다.
저항이 높으면 높은 만큼 온도도 비례하여 올라갑니다. 예를 들면 정원이 10명인 엘리베이터에 20명이 탄다면 내릴 때 쉽게 내리지 못하고 서로 답답하겠죠 그것이 저항이고 서로의 체온으로 엄청난 열이 발생할 것이에요 온도는 이런 의미에서 예시를 들어 보았습니다.
과학자들은 전자의 흐름을 원활하게 하기위해 온도는 낮추는 방법을 찾기 시작한 것이구요. (실제로 이런 테스트를 통해 영하 269도의 환경에서 전기저항이 0으로 급감하는 현상도 확인을 합니다.)
상온이라는 것은 인간이 일상생활이 가능한 온도를 의미하며 이 글을 작성하는 순간도 상온상태입니다. 초전도체의 기술을 상온상태에서 구현이 가능해 진다면 어떻게 될까요?
아마 우리의 삶은 많은 변화가 생길 것 입니다. 에너지의 낭비를 줄이게 되고 노동의 형태도 바뀌게 되겠죠.
초전도체의 응용 분야
“반도체 분야”
반도에 산업에 있어 가장 큰 적인 열발산이라는 것을 근본적으로 해결하게 되며
냉각을 위한 후처리가 필요하지 않게 되는 것이죠.
“자기부상열차” 또한 상용화가 엄청나게 앞당겨질 것 입니다. 이는 마이스너 효과를 이용한 것인 것 외부자기장이 초전도체 내부에 들어오지 못하는 것이며, 그러면 외부에만 자기장이 있겠죠?
초전도체 내부에서 초전류가 동시에 형성이 되며 이것이 외부자기장과 반대방향의 자기장이 만들어지면서 외부자기장을 밀어내는 현상을 발생 시킵니다. (자기부상열차가 대표적인 예시)
“전기효율 극대화”
발전소에서 생산한 전기가 우리가 사는 집까지 오는 과정에 저항으로 인한 손실이 4%나 된다고 합니다. 저항으로 인한 열에너지 손실 때문인데요 이는 전세계적으로 약 50조 이상의 경제적 손실을 발생시킨다고 하네요. 초전도체를 이용하면 전기에너지 손실이 “0”이되니 엄청나죠?
“전기차 활용도 극대화”
전기차 충전속도 현재 대비 100배정도 빨라진다고 합니다.
3시간 충전이라면 단! 3분이면 OK입니다.
“의료분야 적용”
MRI같은 값비싼 검사를 저렴한 의료비로 이용할 수 있습니다.
MRI기계의 냉각을 할 필요가 없어지기 때문에 기계제조비용단가가 매우 낮아지기 때문입니다.
TED에서 발췌해온 초전도체를 설명하는 영상입니다.
해외 연구자들의 반응
미국, 중국, 인도의 각국 연구자들도 “LK-99”를 연구하고 있습니다.
발표도 꾸준히 하고 있는 상황이구요.
국내 ‘LK-99’ 논문발표에 해외 과학자들은 긍정적인 반응보다 냉소적,회의적 반응이 있었는데요
이는 오랜 연구를 진행하였지만 아직 상업적으로 이렇다할 결과가 없었기 때문인 것 같습니다.
그 만큼 상온 초전도체라는 기술의 의미는 엄청난 것 인 것 같습니다.
인류의 기술을 한단계 더 도약 할 수 있게 할 기술인 것이죠
향후 우리가 갖추어야 할 마인드
만약 연구에 대한 테스트가 성공하지 못한다 해도 실망할 것은 없을 것 같습니다.
이 분야는 아주 오래전부터 가능성이 주목 받고 있으며 연구자들의 연구 뿐만 아니라
기업측면에서도 선점해야 할 기술이기도 합니다.
무엇보다 LK-99 연구팀은 1000번이 넘는 테스트를 진행하여 수많은 데이터를 축적해왔으며
이번이 마지막이 아닌 다음 이라는 STEP을 위해 오늘도 준비를 하고 있을 것입니다.
