초전도체가 도대체 뭘까? 신고가 찍은 상온초전도체 알아보기

초전도체가 도대체 뭐길래 관련 주식이 폭등하고, 뉴스에 대문짝만 하게 나오고, 대한민국의 쾌거라는 등 난리가 났었을까요? 그래서 초전도체가 무엇인지 찾아보고, 공부를 했습니다. 복잡하더군요. 그래서 저는 안 복잡하게 설명하겠습니다.

 

 

 

초전도체가 뭘까?

 

초전도체를 이해하는 것은 어렵지 않습니다. 영화 아바타(2009년)를 보시면 모두 이해가 가능합니다.

그러나~ 대부분 보셨을테지만 기억이 잘 안나시기 때문에 어쩔 수 없이 설명을 드리겠습니다.

 

예를 들어 내가 살을 빼기 위해 열심히 뛰고 있다면, 바람이 나를 막습니다.(=바람의 저항)

바람이 내 앞으로 심하게 불어오면 내가 뛰는 속도가 느려질 테고, 반대로 뒤에서 바람이 불어오고 있다면 뛰기가 한결 수월해지기 때문에 더 빠르게 뛸 수 있습니다.

 

하지만 앞으로 뛰던, 뒤로 뛰던, 내가 뛰는 반대 방향으로 항상 바람의 저항에 부딪치게 되는데요.

만약 바람의 저항이 없다면 운동을 통한 칼로리 소모는 없게 됩니다.

 

즉 다이어트는 실패하게 되는 것이죠. 그리고 이것은 곧 진공 상태를 의미합니다.

 

 

 

 

초전도체는 저항이 0입니다. 저항이 없기 때문에 우리가 생산한 에너지를, 있는 그대로 전부를 쓸 수 있는 물체라 할 수 있습니다.

 

우리가 선풍기, 에어컨, TV등 전기 제품을 쓰게 되면 전선에서 열이 발생하는 것을 보셨을 겁니다. 지금 달려가셔서 전선을 만져보시면 따듯한 걸 느껴보실 수 있습니다.

 

이러한 열은 앞으로(➡️) 흐르고 있는 전기가 저항(⬅️)을 받게 되면서 열의 형태로 손실되는 것입니다. 만약 이러한 곳에 초전도체를 사용하게 되면 전기 저항은 없어지게 됩니다.

 

결론적으로 초전도체는 전기 저항이 없고, 발열로 인한 에너지 손실이 없는 물질을 뜻합니다.

 

 

 

상온초전도체는 뭘까?

 

우리나라 업체가 개발했다는 것은 LK-99 상온초전도체라고 합니다.

 

상온초전도체란?

1. 0도 이상에서도 초전도현상과
2. 마이스너 효과를 일으키는 물질을 뜻합니다.

만약 두 가지 조건중 하나라도 빠지게 된다면 상온초전도체라 할 수 없습니다.

 

 

 

마이스너 효과란?

 

자석(자기장)을 100% 밀쳐내는 효과로, 초전도체라면 반드시 자석위에 둥둥 떠있어야 합니다.

영화 아바타를 보시면 나비족의 집이 허공에 둥둥 떠있는데요. 이러한 효과가 마이스너 효과라 할 수 있습니다.
그래서 인간이 상온초전도체인 언옵테늄(가상)을 빼앗기 위해 나비족과 전쟁을 벌이게 되는 것입니다.

 

 

 

0도 이상 초전도체 현상?

 

이트륨 바륨 구리 산화물은 약 -181도의 고온초전도체 물질입니다. 현재까지 발견된 물질 중에 가장 높은 온도의 고온 초전도체입니다.

 

초전도체를 활용하기 위해서는 냉각을 해야 하는데요.

냉각을 얼마나 해야 하느냐? 무엇으로 해야 하느냐? 가 매우 중요합니다.

매우 낮은 온도로 냉각을 하기 위해서는 액체 헬륨을 써야 하는데 냉각을 하기 위한 장치들이 크고, 무겁고, 위험합니다.

 

그러나 이트륨 바륨 구리 산화물과 같은 물질은 액체 헬륨 대신에 액체 질소를 쓸 수가 있습니다. 액체 질소는 누구나 만들 수 있고 쉽게 구할 수 있습니다. 물론 값도 싸고 관리하기도 쉽습니다. (하지만 액체 헬륨에 비해 가성비가 좋은 것일 뿐이지 번거롭기는 매한가지입니다.)

 

이처럼 높은 온도에 견딜 수 있는 초전도체 물질이 개발된다면 실용화에 더욱 유리해지게 됩니다. 그래서 이번 상온초전도체 개발에 열광하는 것이라 할 수 있습니다.

 

하지만 검증의 단계를 거쳐야 하기 때문에 확실하게 인정이 되고 나서 기뻐하는 것이 좋겠습니다. 지나친 설레발은 부끄러움을 유발하니까요~ ^^

 

 

 

상온초전도체의 활용은?

 

초전도체의 효과 중 하나가 자석 위에서 둥둥 뜨기 때문에 우리는 이러한 원리로 오래전에 자기부상열차라는 것을 만들었습니다.

자기부상열차는 초전도체의 마이스너 효과로 인해, 자석을 이용하여 어떠한 저항도 없이 빠르게 이동할 수 있는 이동 수단이었습니다. 

 

하지만 문제가 있었습니다.

초전도는 매우 낮은 온도에서만 저항이 사라지고, 자석을 밀어내는(반자성) 효과를 띠고 있습니다.

 

그렇기 때문에 액체 헬륨이나, 액체 질소를 사용해 초전도체의 온도를(약 -260도 이하) 일정하게 유지시켜줘야 하는데요.

이렇게 되면 위험하고, 공간이 넓어지고, 복잡해지고, 유지비용이 증가하게 됩니다.

 

그래서 이러한 단점으로 인해 상온초전도체의 개발을 기다려왔다고 할 수 있겠습니다.

상온에서 견딜 수 있는 상온초전도체는 온도를 낮출 필요가 없기 때문에 기존의 모든 것을 획기적으로 줄일 수 있습니다.

 

• 전기가 이동되는 과정에서 손실되는 전력을 막을 수 있다.

전기가 이동 중에 손실되는 양은 약 4% 정도이고 길면 길 수록 손실량은 더욱 늘어나게 됩니다. 미국에서는 1년에 손실되는 전기의 금액은 약 20조가 넘는다고 합니다. 손실되는 전기는 모두 뜨거워진 열로 날아가는 것이지요~

 

• 배터리의 활용 발전

상온초전도체는 저항이 없기 때문에 배터리의 수명이 늘어나게 되고, 열을 발생시키지 않기 때문에 배터리의 보관이 쉬워지게 되어 작게 만들 수 있습니다. 요즘 늘어나고 있는 전기차 시장에 가장 필요한 기술이라 할 수 있습니다.

 

• 전기 장치의 효율 증대

우리가 쓰고 있는 모든 전기 장치들의 효율이 높아질 수밖에 없습니다. 열로 인해 과부하를 걱정할 필요가 없어지겠고, 냉각을 위한 시스템이 필요가 없어집니다. 그렇게 되면 열을 낮추기 위해 생긴 모든 장치는 필요가 없어지게 됩니다.

장치들은 더 작아지게 될 것이고, 더 가볍고, 효율적으로 변하게 되겠습니다.

 

이 밖에도 상온초전도체는 컴퓨터, 반도체, 통신, 의료 등 거의 모든 산업에 큰 영향을 끼치게 됩니다.

 

 

 

마치며

 

초전도체가 도대체 뭘까?

초전도체와 상온초전도체에 대해 말씀드렸습니다.

 

상온초전도체의 발견은 전 세계 모든 산업에 충격을 줄 수 있을 정도로 획기적인 발견입니다. 아마도 노벨물리학상도 받을 확률이 매우 높습니다. 

 

현재 나오는 최신의 기사 내용을 보면 상온초전도체가 아닐 확률이 높아 보이는데요. 만약 그렇지 않더라도 이번 발견을 계기로 한단계 상승하는 모습을 보여줬으면 좋겠습니다.

 

 

이상 락꾸였습니다~

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