오늘은 최근 가장 뜨거운 이슈 중 하나였던 상온 초전도체 LK-99가 무엇인지에 대해 누구라도 이해할 수 있도록 쉽게 설명해 드리겠습니다.
초전도체(Superconductor) 의미
초전도체란 1911년 네덜란드 물리학자 H.K. Onnes(오너스)에 의해 발견된 것으로 특정 온도이하 초저온에서 전기 저항이 사라지는 물질을 의미합니다. 보통 금속성을 가진 물질을 도체(Conductor)라고 부르는데 이 도체의 전기저항은 온도가 낮아질수록 줄어들게 됩니다. 그런데 오너스 박사는 수은을 액체 헬륨으로 냉각할 때 갑자기 저항이 없어지는 것을 발견하게 되었고, 이를 초전도 현상이라고 명명하게 되었습니다. 이는 영하 268.8도에서 일어난 현상입니다. 초전도현상이 처음 발견된 후 지금까지 이러한 초전도 현상은 더 많은 물질이 초저온 환경에서 일어나는 것으로 확인되었습니다. 전기저항이 없어지면 전류를 흘려보냈을 때 에너지 손실이 없어지므로 전력 전송이나 에너지 저장에 엄청난 효율을 줄 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있습니다. 또한 초전도체는 자기장 속에서 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 내부에 만들어 외부 자기장을 밀어내는 마이스너 효과(Meissner Effect)로 공중에 뜨게 되는 현상을 보입니다.
초저온 초전도체를 현실에서 구현한 제품은?
초저온에서 발생되는 초전도체는 많은 비용이 들지만 큰 효과가 있기 때문에 여러 분야에서 응용되고 있습니다. 그 대표적인 것이 MRI 검사입니다. 몸속 이상을 확인하기 의해서는 강한 자기장과 기계 안의 초전도 현상이 필요하고, 이를 위해 영하 269도의 액체 헬륨을 냉각하게 됩니다. 또한 자기 부상열차도 초전도체의 외부 자기장을 밀어내는 현상을 이용하여 작동하는 원리인데, 이를 위해서는 초저온 냉각을 위해 막대한 비용이 필요합니다.
과연 상온 초전도체가 가능할까?
초저온에서만 발생되는 초전도체가 아닌 상온에서 초전도 현상이 발견되는 초전도체 LK-99 관련 발표가 있었을 때, 학계와 산업 전반에 큰 반향을 일으킨 이유는 초저온에서 구현되는 초전도체가 비용이 많이 들었고 이를 구현하는 것이 무척이나 까다롭기 때문이었습니다. 그래서 상온에서 초전도체를 구현할 수 있는 LK-99는 노벨상을 받을 수 있을 만큼 엄청난 발견이 될 수도 있는 것이었습니다. 하지만 최근 네이처의 연구 결과 및 많은 연구 검증 자료를 보면 LK-99가 상온에서 발현되는 초전도체라는 것에 대해 좀 더 검증이 필요한 것으로 보입니다. 어찌 됐든 많은 과학자들이 상온에서 구현가능한 초전도체를 연구 중이므로 조만간 좋은 결과가 있지 않을까 생각됩니다.
오늘은 최근 많은 사람들의 관심을 받고 있는 상온 초전도체 LK-99가 무엇인지에 대해 알아보았습니다.
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