안녕하세요 꿀몽맘입니다. 바로 어제이죠? 7월 28일 논문 공개사이트인 "아카이브"에서 초전보성 물질이 상온상압에서 발견했다는 한국 논문 2편이 올라왔는데요. 이게 뭔데 전 세계적으로 이 난리인지 궁금하신 분들이 많으실 거예요. 석유를 발견한 것만큼 큰일이 될 수 있고, 이것이 진정한 발견이라면 노벨상까지도 받을 수 있다는 초전도체의 상온상압에서의 발견!! 그럼 도대체 초천도체는 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.
1. 초천도체란 무엇인가?
초천도체란 아주 낮은 온도 에서 내부의 전기 저항이 0이 되는 성질을 가지고 있는 물질을 말한다고 하는데요. 특히 극 저온으로 감소시켰을 때 전기 저항이 0에 가까워지는 것을 초전도 현상이라고 합니다. 이런 초전도 현상이 나타나기 시작하는 온도를 임계온도라고 칭하는데, 이 임계온도가 너무 낮은 경우 초전도체를 실용화하여 사용하기 어려워 이보다 높은 온도, 상온에서 사용할 수 있게 고온 초전도체를 개발하기 위해 예전부터 노력을 하고 있었다고 합니다.
2. 초전도체는 어디에 활용되고 있나?
그럼 이 초전도 현상을 학도가 아닌 이상 깊게 이해하긴 힘들 잖아요? 그래서 이 초전도체가 어디에 활용되고 어떤 역할을 하는지 한번 알아보려고 하는 데요. 첫 번째로는 자기 부상 열차입니다. 전자석과 초전도체를 이용하여 열차를 땅 위로 부양해 움직이게 함으로써 지면과의 마찰 없이 효율적인 열차운행이 가능한데요. 이 열차를 움직일 때 초전도체를 이용하지 않고, 전자석에 저항이 있는 전선을 사용하게 되는 경우 저항으로 인해 충분한 전류가 흐르지 못하고, 열에너지로 변경되는 전기 에너지를 계속 보충해줘야 하는데, 전자석의 전선을 초전도체를 이용하게 되면, 한번 전력을 공급해 주면 초 전도체가 저항이 없는 성질을 가지고 있기 때문에 전력을 계속 흐를 수 있게 되고, 강한 전력 또한 쉽게 보낼 수 있게 된다고 합니다. 두 번째 초전도 전력케이블입니다. 구리대신 고온초천도 도체를 이용한 전력 케이블인데, 이를 이용하면 대 도시의 전력공급문제를 해결할 수 있다고 합니다. 기존 구리 케이블보다 많은 전류를 흐르게 할 수 있을 뿐 아니라, 교류 손실이 기존 구리케이블에 비해 20분의 1로 작으며 송전되는 용량 또한 3배 이상 증가 시킬 수 있다고 합니다. 그리고 도심에 초고압 변전소를 만들 필요 없어 비용적인 측면에서도 아낄 수 있고, 절연절압 레벨이 감소되니 송, 변전 기기를 간소화시킬 수 있고, 전력기기 가격저하도 가능하다고 합니다.
세번째는 초전도 한류기입니다. 이는 전력기기로, 지락, 낙뢰, 단락등의 사고가 발생하였을 때 생기는 이상전류를 정상전류로 변환시켜, 전력계통상의 기기를 보호할 수 있는 장치입니다. 이 기기를 설치하면 사고전류의 용량을 제한할 수 있고, 선로증설감축, 차단기 용량증대, 전력기기 기준완화 등등 이 가능해지니 전력계통의 신뢰도와 안정도가 올라가며, 경제적으로 유리해질 수 있다고 합니다. 요즘 웬만한 전자기기 너무 많이 사용하잖아요? 이런 전자기기의 사용이 늘어남에 따라 이 전력계통의 신뢰도와 안정성을 주기 위해 초전도 한류기의 중요성은 물론, 계통의 고장전류 문제까지 해결될 것으로 기대된다고 합니다.
그리고 마지막 네번째 자기 공명장치입니다. 이는 많이 아시는 MRI로 초전도체를 이용해 강한 자기장을 형성하여 인체내부를 구성하는 물질을 자기적 성질을 측정해 내부를 보는 영상진단 장치인데요. MRI를 만들 때 전자석을 이용하여 만든다고 하면 장치도 엄청 큰 장비를 사용해야 하고, 가동을 위해 전자석 코일에 고압 전류를 흘려야 하기 때문에 많은 열이 발생하게 됩니다. 근데 이를 초전도상태의 전자석을 이용하게 되면 규모도 작아지고, 열도 발생하지 않게 됩니다.
그리고 이 뿐 아니라 초전도체는 응용할 수 있는 것이 아주 많이 있는데요. 발열이 되지 않는 핸드폰부터 자기장 및 전압변화 정밀센서, 폐기물 없이 에너지 생산가능한 행 융합로, 열발생 없이 빠른 속도의 컴퓨터 또는 반도체 배선등이 있다고 합니다.
3.초전도체 왜 이슈인가?
초전도체는 위 글을 보시면 아시겠지만 지금도 많은 분야에서 사용되며 편리함과 경제적인 이득을 주는데요. 이런 초전도체는 고감도, 고속, 무손실 등의 특성을 가지고 있기 때문에 고온이나 상온에서 초전도체를 사용할 수 있게 된다면 엄청난 산업혁명이 될 수 있을 정도의 파급력을 가질 수 있다고 합니다. 근데 이번에 발표한 논문이 바로 상온상압 초전도체를 발견했다고 발표한 내용이기 때문에 학계가 전 세계적으로 난리가 난 것이라고 합니다. 일단 이번에 논문이 게재된 아카이브는 동료평가를 거치지 않고 논문을 빠르게 공개하기 위해서 만들어진 사이트로 누구나 쉽게 논문을 게재할 수 있어 해당 논문은 학계검증을 아직 마친 것은 아니라고 합니다. 현재 국내에서는 검증을 거쳐야 하는 사안이라며 신중한 분위기이며, 외국학계는 비판적인 분위기라고 합니다.
이도 이럴것이 상온상압 초전도체는 위에 말씀드린 것처럼 산업혁명이라고 할 수 있을 정도로 엄청난 발견입니다. 그렇기 때문에 많은 사람들이 이 관련한 논문을 개제했었고, 철회된 일도 자주 있습니다. 그리고 현재 해외에서 비판적인 시선을 보내고 있는 이유로는 이번에 발표한 논문에서 데이터가 세부적인 사항이 부족하다는 지적과 함께 물질의 특성상 초전도성이 발현되는 어렵다는 이야기를 하고 있다고 합니다.
그래도 국내 과학계에서도 이를 게재한 연구자들이 국내 초전도체 학계와 교류가 아예 없었던 상황이었어서 검증이 되기 전까지는 신중하게 지켜보자는 의견이라고 합니다. 그리고 해외에서는 몇 군데에서 검증작업에 들어간 상황이라고 합니다.
그리고 논문 저자들은 완성된 논문이 아니고 논문을 작성한 사람중 한 명이 논의하지 않고 게재한 논문이라는 의견을 내어 놓았고, 현재 아카이브에서 내려달라고 요청을 해놓은 상태라고 합니다.
그리고 논문의 저자인 이석배 퀀텀 에너지연구소 대표는 이번에 올라온 이 연구는 한국 결정성장학회지에 발표한 논문을 보안한 것으로 국제학술지에 심사요청을 마친 상태라고 합니다. 또한 연구결과를 정리하여 정식 학술지에 보낸 상황이므로 동료평가를 통해 검증을 받을 것이고, 이미 제작법등의 논문내용이 공개된 만큼 곧 학계의 평가가 이루어질 것이라고 이야기했다고 합니다.
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