초전도체가 뭐를 말하는 거죠?
요즘 뉴스나 주식 판에 보면 초 전도체라는 말이 엄청 많이 나오는데요 도대체 초전도체가 뭔 말인가요?저는 생전 처음 들어 보는데 궁금합니다
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
초전도체는 매우 낮은 온도에서 전기 저항이 없는 물질을 말합니다. 일반적으로, 대부분의 물질은 전기를 통과할 때 일정한 저항을 가지게 됩니다. 그러나 일부 물질은 매우 낮은 온도에서 특별한 상태로 전이되면 전기 저항이 사라지게 됩니다. 이러한 물질을 초전도체라고 합니다.
초전도체는 특별한 온도에서 전기 저항이 없거나 매우 낮아지는 물질을 말합니다. 이러한 물질은 일정 온도인 "임계 온도" 이하에서 동작하며, 이 온도를 초전도전이라고 합니다. 초전도체는 전기 전류를 전달할 때 에너지 손실 없이 전류를 유지할 수 있는 특징을 가지고 있습니다.
초전도의 발견은 1911년에 영국의 연구자 헤이저롤드 오니스가 수은의 저온 상태에서 저항이 사라지는 현상을 처음 관찰한 것으로 시작되었습니다. 이후 다양한 물질들에서도 이와 유사한 현상이 발견되어 초전도체의 연구가 확장되었습니다.
초전도체의 동작 원리는 정확하게 이해되지 않았으나, 일반적으로 온도가 매우 낮을 때 원자나 이온 사이의 상호작용이 변화하여 전자의 흐름이 장애되는 것으로 여겨집니다. 초전도체는 대표적으로 납-비스무트 합금, 철-셀레늄 화합물 등이 있으며, 이러한 물질들은 고온 초전도체와 저온 초전도체로 분류됩니다.
초전도체는 과학 연구 및 응용 분야에서 중요한 역할을 하며, 전력 전달 및 저장, 자기 고체 물성 연구, 의료 분야 등에서 활용되고 있습니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적으로 일반 전도체 전기 배선에 사용되는 구리같은 물질로 에너지(전류, 열, 파동 등)를 전해주는 물질을 말하는데요. 이런 전도체는 전기를 가하면 전류가 흐르면서 전기 저항이 발생되어서 그로 인해 발열이 발생됨으로 전류가 손실되어서 목적지까지 전류가 100%가지 못하는데요. 초전도체는 전기저항이 0이여서 발열이 발생되지 않아서 목적지까지 전류가 100%가기 때문에 효율이 극대화 되는 것입니다. 그런 초전도체를 현재는 초저온에서만 만들어서 사용가능했는데요. 한국에서 상온 상압에서 개발해서 세계적으로 이슈가 된 것입니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 물질입니다. 초전도체는 전류가 흐르면서도 열이나 에너지를 잃지 않기 때문에, 전력 송전, 자기 부상 열차, MRI 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
초전도 현상(超傳導現象, 영어: superconductivity)은 임계 온도(critical temperature,Tc) 이하의 초저온에서 금속, 합금, 반도체 또는 유기 화합물 등의 전기 저항이 갑자기 없어져 전류가 장애 없이 흐르고 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 형성하는 반자성(diamagnetism)을 띄게 되는 현상을 가리킨다. 이러한 초전도 현상이 일어나는 물질을 초전도체(超傳導體, 영어: superconductor)라고 부른다. 초전도 현상이 일어나는 물질은 외부 자기장을 밀쳐내거나 전기 전류가 흐르는데 저항이 발생하지 않는 등의 성질을 보이는 것으로 대체로 그 물질의 온도가 영하 240˚C 이하로 매우 낮거나 구리나 은과 같은 도체의 경우에는, 불순물이나 다른 결함으로 인해 저항이 어느 값 이상으로 감소하지 않는 한계가 있다. 절대영도 근처에서도 실제 구리 시료의 저항은 0이 아닌 값을 가지게 된다. 반면 초전도체의 저항은 온도가 "임계 온도" 값보다 아래로 내려가면 갑자기 0으로 떨어진다. 초전도 전선으로 된 고리를 흐르는 전류는 전원 공급 없이도 계속 흐를 수 있다. 강자성이나 원자 스펙트럼 준위처럼, 초전도는 양자 역학적인 현상이다. 초전도는 단순히 고전 물리의 이상적인 "완전 도체"(perfect conductor) 개념으로는 설명될 수 없는 현상이다.
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
초전도체는 저항이 완전히 0인 전기적 소재를 말하며, 초전도 체계에서는 전기 에너지의 손실 없이 전기에너지를 매우 효율적으로 전달할 수 있습니다. 이러한 특성 때문에 초전도체는 전기기기의 효율을 극대화하는 데 사용됩니다.
초전도 현상은 특정 재료가 매우 낮은 온도까지 냉각될 때 발생하며, 이 온도를 '임계온도' 또는 '초전도 전이 온도'라고 합니다. 초전도 전이 온도 이하에서는 저항이 급격하게 0으로 떨어집니다.
초전도체는 크게 1종 초전도체와 2종 초전도체로 나눌 수 있습니다:
- 1종 초전도체: 대부분의 초전도체는 철 바늘과 같이 금속의 성분을 가지고 있으며, 낮은 온도에서의 전기적 특성과 중력을 상쇄하는 마력을 가집니다. 단순한 금속이나 합금으로 구성된 초전도체로, 상대적으로 낮은 임계 온도와 임계 자기장 성질을 가집니다.
- 2종 초전도체: 복잡한 금속 산화물 또는 세라믹 소재로 구성된 초전도체로, 상대적으로 높은 임계 온도와 임계 자기장 성질을 가집니다. 그래서 이들의 적용 가능성이 더 넓습니다.
그리고, 초전도체의 주요 특성은 아래와 같습니다:
영저항: 초전도체의 전기 저항은 정확히 0이기 때문에 전류가 흐를 때 에너지의 손실이 없습니다.
중첩 자기장 제거: 초전도체는 자기장을 완전히 배제하는 특성을 가지고 있습니다. 초전도체 내의 자기장은 완전히 제거되기 때문에 자기장에 의한 간섭이 없습니다.
초전도체는 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 주요 응용분야로 MRI, 자기 부상 기차, 초전도 컴퓨터, 초정밀 계측 장비 등에 응용되며, 에너지 저장과 전송, 결과 처리 등의 방면에서도 선구적인 역할을 수행합니다. 초전도체 기술의 발전은 에너지 효율과 성능 향상에 기여할 수 있습니다.