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요즘 전 세계를 뒤 흔들고 있는 초특급 화제가 있습니다. 바로 초전도체에 관한 이야기인데요.
도대체 초전도체가 무엇인지, 우리 생활에 어떤 영향을 주게 될지, 그리고 검증 현황에 관해 쉽고 간단하게 정리해보고자 합니다.
초전도체란?
초전도체란, 저항 없이 전기가 통하는 금속물질을 말합니다.
모든 금속은 전류에 대해 저항을 가지는 대해 반해 이 물질은, 특정 조건에서 저항이 0이 되고, 자기장 안에서 공중에 뜨기도 합니다. 이러한 금속을 초전도체라고 부르는데요. 사실 이미 1911년 네덜란드의 물리학자 헤이커 카메를 링 오너스가 처음 발견했습니다.
하지만 이 도체는 온도가 엄청 낮거나(약 영하 200도 이하) 또는 압력이 엄청 높은 환경 (대기압보다 100만 배 이상 높은 초고기압)등 특수한 조건에서만 초전도 현상이 나타난 것이라, 쉽게 상용화할 수 있는 물질이 아니었죠.
최근 우리나라의 연구자들이 세계 최초로 상온상압 초전도체를 만들어냈다고 합니다. 꿈의 물질이라고도 불립니다. 왜냐면, 상온 상압 즉, 우리가 생활하는 상온 0도 이상인 상태와, 우리가 살고 있는 기압 즉, 상압에서 초전도 현상을 보이는 도체이기 때문이죠.
이런 게 상온상압에서 사용할 수 있는 물질이라면, 일상 곳곳에서 편리하게 초전도체를 활용할 수 있다는 말이 됩니다.
네덜란드 물리학자가 초전도체를 발견한 이후로, 100년이 넘도록 아무도 이 상온상압 초전도체는 만들지 못했는데 우리나라 연구자들이 만들어 이 소식이 화제가 되고 있는 것입니다.
7월 22일, 국내 민간 연구회사 퀀텀에너지연구소가 논문 사전 공개 사이트아카이브에 올린 논문을 통해 상온상압 초전도체 LK-99를 개발했다고 발표했어요.
약 20년 동안 연구한 결과라고 했는데요. 이 상온, 상압에서 구현된 LK-99라는 초전도체는 실제로 영상 30도, 상압(대기압)에서 초전도 현상을 보인다고 보고된 물질입니다.
초전도체 활용방법
초전도체를 이용하면 에너지 손실 및 발열이 제로에 가깝게 됩니다. 현재까지는 발전소에서 가정까지 전기를 보내는 과정에서 금속케이블의 전기 저항으로 인해 매년 1조 7,000억 원 규모의 전력 손실이 발생하는데요.
저항이 0인 초전도체로 전환 시 전력 손실이 전혀 발생하지 않는다고 합니다. 전기 장치의 발열도 줄어들어 냉각 장치 역시 필요 없어지게 되죠.
그렇다면 고사양의 게임을 돌리느라 활활 타오르는 손난로 스마트폰 역시 역사에서 사라지게 되지 않을까요.발열 없고, 전기 손실이 전혀 없다면 사실상 전기를 사용하는 모든 기술에 혁신이 일어날 거라고 합니다.
에너지를 획기적으로 아낄 수 있게 되어 지구온난화까지 막을 거라는 기대까지도 나오고 있는 상황입니다. 이 밖에 2배 빠른 KTX, 상온에서도 공중 부양하는 자기 부상열차 등을 만들 수 있고, 핵융합, 인공 태양, 양자컴퓨터 등 각종 미래 기술 발전에도 속도가 붙을 거라고 합니다.
만약 이번 초전도체가 진짜라면 우리나라 연구자가 노벨상을 타는 것은 기본이고, 인류의 미래를 뒤바꿀 성과를 이룩했다는 말이 나오는 게 당연하게 되지요.
초전도체(LK-99) 검증 현황
사실 아직 LK-99가 진짜 상온상압 초전도체라는 의견에 대해서는 의견이 갈리는 상황입니다. 현재 전 세계 연구소에서 발표된 논문을 따라 LK-99 샘플을 만들고 측정 중이라고 합니다. 하지만, 아직 결과가 나오지 않은 곳이 많아 확실한 결론을 내리기는 조금 이른 상황인데요.
초전도체와 관련해 논문 조작이 적발된 적도 많았기에, 과학계는 신중히 상황을 지켜보고 있습니다. 그래도 미국과 중국의 몇몇 연구소에선 긍정적인 시선을 보내기도 하는데요. 미국 로렌스 버클리 국립연구소는 시뮬레이션 결과 이론적으로 가능하다고 평가했습니다.
중국 연구팀도 LK-99가 자기장에서 뜨는 데 성공한 영상을 공유하기도 했는데요. 화중과학기술대가 LK-99를 재현해 초전도체의 일부 특성을 확인했다고 합니다. 다만, 저항이 0인지는 확인되지 않았죠. 100% 초전도체인지는 몰라도, 여태 본 적 없는 물질이긴 한 거 같다는 결론을 내렸습니다.
우리나라 연구팀은 이달 안에 국제 학술지에 정식으로 논문을 내겠다고 했습니다. 우리나라 관련 학회도 나서서 위원회를 꾸리고, 연구팀이 샘플을 주면 진짜 초전도체가 맞는지 검증하겠다고 했는데요. 8월 3일 한국 초전도저온학회는 샘플을 받지 못했지만 LK-99가 상온 초전도체가 아니라고 결론 내렸다고도 합니다.
LK-99의 초전도 현상이 입증되더라도 상용화까지는 갈 길이 멀다는 점도 유념해야 합니다. 우리가 일상적으로 사용하는 전기장치에 적용되려면 물리적, 화학적 변형에도 안정적이어야 하고, 대량 생산을 위해선 가격도 고려해야 하니까요.
글을 마치며
앞서 말씀드렸듯이 상온 초전도체는 전기 에너지를 쓰는 모든 산업과 일부 첨단 산업에 큰 발전을 가져올 수 있는 물질입니다.
세계 각국에서도 끊임없이 연구를 이어가고 있는 만큼, 우리나라 연구팀의 논문이 정식적으로 인정받고 다가올 미래에 이 물질이 상용화되어 개인적인 바람으로는 지구온난화 문제와 환경문제에 도움이 되는 방향으로 먼저 쓰였으면 좋겠습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.