꿈의 물질 상온 초전도체 구현했다고 하는데 그게 어떤 기술이기에 세계학계가 놀라는지요?

Question

국내 연구진이 상온에서 작동하는 초전도체를 개발했다고 합니다. 도대체 상온 초전도체라는게 뭔가요? 우리가 알기에는 전기는 얼마나 잘 흐르냐에 따라 유용하게 사용합니다. 알루미늄이나 구리등을 선호하는 이유도 이것 때문에 있고요. 그런데 상온에서 작동하는 초전도체라고 하면 전기의 흐름이 온도와 상관없이 잘 흐를 수 있다는 건지 자세히 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게되는 성질이 있죠.

즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다려봐야겠습니다.

과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다.만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 전기세가 대폭 감소할 수 있죠. 또한, 전기적 흐름에서 생기는 발열을 없앨 수 있습니다. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자하는 노력이 지금도 지속되고 있습니다.

이러한 특징 때문에 초전도체는 자기부상열차, 양자 컴퓨터의 기반이되는 큐빗(양자 중첩, 얽힘)을 구현하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 전력손실이 0에 가깝기 때문에 전자기기의 회로나 우리가 흔히 보는 전깃줄 등 전기가 통하는 모든 곳에 회로로 사용하면 굉장한 효율을 낼 수 있다는 특징을 지니고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

초전도체는 말그대로 전기저항성이 0인 물질입니다.

이로인해 각종 전자기계장치의 열문제나 송전전력손실과같은 문제들이 해결될것으로 기대했지만, 현재까지 만들어진 초전도체는 초저온에서만 가능했습니다.

이러한 온도적한계를극복한 상온 초전도체는 상용화가능성이 매우크기에 세기의발견 또는 발명이라고 하는것이죠

Answer 3

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적으로 물체에 전류가 흐르면 전기 저항으로 인해서 전류가 손실되고 저항에 의해서 열이 발생됩니다. 그러면 전류의 효율성이 떨어지게 되고 또한 열에 의해서 물체가 변형 또는 고장이 날수가 있습니다. 그래서 우리가 일반적으로 전기선을 보면 전기 저항이 작은 금, 은, 구리, 알루미늄등을 사용합니다. 하지만 이런 금속들도 아무리 전기 저항이 작아도 저항에 의해서 손실이 발생되는데요. 이런 전기 저항은 물체의 원자가 전류에 의해서 진동하면 그 진동에 의해서 발생되는 저항입니다. 그래서 많은 연구진들이 원자의 진동을 최소화하기 위해서 초 저온에서 초전도체를 개발했었는데요. 이런 초저온에서 개발되 초전도체는 결국 상용화하기 어렵다는 크 단점이 있었는데,,,이번에 우리나라에서 개발된 초전도체는 상온 상압에서 상용화가 가능하여서 엄청 큰 대업이 이루어지는 것입니다. 현재 많은 나라에서 검증이 진행중이니 추이를 지켜봐야 할것 같습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

맞습니다. 상온 초전도체는 온도가 상승해도 전기의 흐름이 잘 유지되는 특성을 가진 초전도체입니다. 일반적인 초전도체는 매우 낮은 온도, 일반적으로 수십 켈빈(-230°C 정도) 이하에서만 초전도 상태가 나타납니다. 이는 초전도체의 특성상 전기 저항이 0이 되어 전기가 손실없이 흐르기 때문에 매우 유용합니다. 그러나 이렇게 낮은 온도를 유지하는 것은 비용이 많이 들고 기술적으로도 어려운 문제입니다.

그러나 최근 국내 연구진은 상온, 즉 우리가 일상적으로 경험하는 온도인 약 20°C 근처에서도 초전도 현상이 나타나는 초전도체를 개발했습니다. 이렇게 상온에서 작동하는 초전도체를 개발하는 것은 기술적인 도전이 매우 크지만, 성공적으로 개발되면 많은 현실적인 문제를 해결하고 다양한 분야에서 혁신적인 기술을 가능하게 할 수 있습니다.

상온 초전도체의 개발은 전기의 흐름을 제한하는 저항이 없이 상태가 유지되기 때문에 전력 손실을 최소화하고 전기 기기의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한 초전도체의 자기장을 이용하여 더 높은 성능의 전자기기를 개발하거나, 자기 공명 이미징과 같은 의료 분야에서도 혁신적인 기술을 기대할 수 있습니다. 상온 초전도체의 개발은 물리학과 공학 분야에서 큰 관심을 받고 있으며, 현재도 다양한 연구가 진행되고 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

일반적으로 초전도체는 특정온도에서 전기저항이 0에 수렴하는 물질을 뜻합니다.

여기서 특정 조건이랑 - 269도 이하입니다.

이를 상온에서 가능하게 할수 있는 물질이 상온초전도체입니다.

간단하게 상용화 될 경우 전기와 관련된 모든 것들이 지금보더 몇단계 더 업그레이드 되거나 개념자체가 변경될수 있습니다 .

Answer 6

초전도체(超電導體)는 특정 온도 이하에서 전기를 저항 없이 흐르게 해주는 물질입니다. 이러한 특성을 "전기 저항이 없는 상태로 전기를 통할 수 있다"고 설명할 수 있습니다.

일반적으로 많이 알려진 초전도체들은 매우 극저온 상태에서만 작동했습니다. 이러한 저온 초전도체들은 액체 헬륨 등 극저온 냉매를 사용해야만 동작하며, 이로 인해 비용이 매우 높고 실용적으로 널리 사용되기 어려웠습니다.

그러나 상온 초전도체는 주위 온도인 상온(영상 25도 정도)에서도 저항 없이 전기를 흘려보낼 수 있는 특별한 소재를 의미합니다. 이는 초전도체 분야에서 혁신적인 발전이라고 볼 수 있으며, 전기를 높은 효율로 전달하고 저장하는 데에 많은 잠재력을 가지고 있습니다.

상온 초전도체가 실용화되면 많은 분야에서 혁신적인 응용이 가능할 수 있습니다. 전력 전달과 저장 기술에서 손실을 줄여 효율성을 높일 수 있고, 자기 공명 영상 증강 현실(Augmented Reality), 고속 철도, 컴퓨터 기술 등 다양한 분야에서 혜택을 제공할 수 있습니다. 하지만 아직 상온 초전도체는 실험적인 단계이며, 실용화되기 위해서는 더 많은 연구와 기술적인 발전이 필요합니다. 따라서 이러한 기술이 언제 상용화될지와 실용성에 대해서는 미래의 연구 결과와 기술 발전에 따라 달라질 수 있습니다.