전도체로서, 전기 저항이 0Ω이 되는 초전도 항산 산과 마이스너 효과가 일어나는 물질을 가리킨다. 마이스너 효과 없이 초전도 현상만 있는것은 완전도체 혹은 바일 금속이라고 부른다. 마이스너 효과가 없으면 자기력을 이용한 기술에는 사용이 어렵다.
초저온, 초고압에서만 만들수있던 물질을 우리나라의 한 연구진이 상온과 상압에서 동작하는 것을 발견해 큰 화제가 되고 있다. 이물질은 전기저항이 소멸되어 전기가 저항없이 흐를 수 있는 물질이다. 전자가 전선을 따라 이동하면서 저항이 발생하고 이에 따라 전류의 손실이 필연적으로 발생한다. 이를 줄이는 것이 전력 송신사의 효율을 높이는 것이고 나아가서는 마이스너 효과를 만들어내는 것이다.
2. 전도체란?
전류, 열, 파동 등 에너지를 전해주는 물질이며, 반대말은 부도체이다. 전기 전도체 - 모든 금속이 해당. 대표적으로 구리, 탄소동소체가 있다. 전기를 통하는 매개체가 이온 결합 물질의 용액인 경우 전해질이라고 한다. 열 전도체 - 열을 전달하는 물질로 대부분 전기 전도체와 겹치지만 아닌 물질로는 대표적인 다이아몬드가 있다. 다이아몬드는 비저항이 높아 전기적으로는 부도체이지만 열 전도도는 높아 열은 잘 통하며 이를 이용해 진품 테스트기도 있다. 음파 전도체 - 소리를 전달하는 물질로 소리를 흡수하거나 반하는 물질을 방음재라고 한다. 광 전도체 - 대부분 투평한 물일이 해당되며 대표적인 물질로 유리가 있다. 대부분의 불투명한 물질이 광 부도체이다.
3. 마이스너 효과
독일의 과학자 마이스너가 1933년 발견한 효과로 초전도체 속에 자기력선이 존재하는 못하는 현상을 말한다. 전기가 흐를 수 있는 물체를 자기장 속에 위치시키면 자기장이 물체를 통과하고 상호작용한다. 하지만 초전도 물질을 자기장 안에 넣으면 자기장이 물체 외부로 밀려나는 현상을 보게 되는데 내부에 자체적인 자기장이 발생하고 외부의 것과 반발하여 생겨난다.
4. 초전도체 활용
초전도체를 이용하면 각종 물체들을 쉽게 공중에 띄울 수 있기 때문에 활용성이 거의 무한에 가깝다. 자기 부상 열차가 대표적인데, 현실에서 적용되지 않은 이유는 극저온인 영하 260도를 유지하는 게 비용이 너무 많이 들기 때문이다. 그 비용으로 초전도 현상을 유지하는것은 너무나 비효율적이기 때문이다.
우리나라에도 자기부상열차가 있다. 인천공항에서 운영하는 에코비라는 열차인데, 초전도식은 아니고 상전도식 방식으로 설계되어 만들어진 것이다. 슈퍼 컨덕터가 활성화되면 이런 식의 열차가 이동하는데 에너지가 거의 들지 않도록 상용화되는 것도 시간문제일 것이다.
MRI 같은 의료장비에서도 활용이 가능하다. MRI는 커다란 원통형 자석이 회전하면서 강력한 자기장을 만들어 내 몸속 사진을 찍는 원리이다. 이 과정에서 전자석 코일에 고압전류를 보내야 하고 상당한 열이 발생한다. 이 때문에 MRI 내부에는 초전도체가 들어있고 이를 냉각하기 위해서 영하 269도의 액체 헬륨을 사용한다. 상당한 비용이 발생하기 때문에 고가의 의료장비로 손꼽힌다.
양자컴퓨터에서도 활용된다. 양자의 얽힘현상, 중첩 같은 양자역학 원리를 활용하는 컴퓨터로써 기존 컴퓨터 능력을 훨씬 뛰어넘는 능력을 가지고 있다. 구글과 IBM 같은 대표적인 기업들이 이 산업에 관심을 가지고 있다. 구글의 양자 컴퓨터는 초전도체 큐비트를 사용하기 때문에 온도가 높아지면 오류를 일으키게 된다. 결국 신뢰도 영향으로 냉각인프라가 굉장히 중요하다. 상온과 상압의 환경에서 가능해진다면 비용과 오류를 줄일 수 있게 되는 것이다.
5. 최근 이슈
우리나라에선 기초과학에 대한 투자가 미흡하기도 하지만 몇가지 이슈 사항들이 있다. 정식 논문이 아니라는 , 수준미달의 논문이라는 세계적인 연구들이 데이터 부실을 지적하고 있다. 이에 관련하여 이전에도 몇건의 논문 발표가 있었지만, 실제 검증 과정에서는 취소된 사례들도 있어 조금 더 추이를 지켜보아야 할 것 같다. 그리고 제일 이슈인 주식 투자여부인데, 최근 초전도체와 관련된 테마주들이다. 짧은 기간동안 초전도 테마주가 떡상중인데, 일반인들이 초전도체 물질에 대한 논문을 검증하기에는 어려울 것이다. 너무 자극적인 언론글에 휩쓸리지 않고 현명하게 추이를 지켜보는 게 좋을 거 같다.
