오늘은 테크충으로서 좀 뜬금없긴 하지만 상온 초전도체 과연 진짜인가?에 대해 한번 보고드릴까 합니다. 왜요? 제가 궁금하니까요.
상온 초전도체에 대해 알아보기 전에 먼저 그냥 초전도체가 뭐냐? 이것부터 살펴볼게요.
1. 초전도체란?
초전도체는 특정 온도에서 전기 저항이 완전히 사라지는 현상인 "초전도"를 나타내는 물질을 말합니다. 이 현상은 영하의 온도에서 발생하며, 해당 물질이 특정 임계 온도인 "초전도 전이 온도" 이하로 냉각되면 전기 저항이 거의 없어집니다.
초전도 현상의 기본 원리는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다
로컬 페어링: 초전도체 내에서 전자들은 "쿠퍼 페어"라고 불리는 특별한 형태로 결합됩니다. 이 페어는 전자들이 서로 역상 상태에 있어서 전기 저항이 없는 상태로 결합된 것입니다. 이로 인해 전자들은 함께 이동하며 저항이 발생하지 않습니다.
배상배전: 초전도체 내에서 전자들의 운반은 물질 내에서 일어나는 양성자의 움직임과 밀접한 관련이 있습니다. 이러한 양성자의 움직임에 의해 전자들이 물질 전반에 걸쳐 균일하게 퍼져 있으며, 이로 인해 전자들이 충돌 없이 흐를 수 있습니다.
초전도체의 주요 특징은 다음과 같습니다:
온도 의존성: 초전도체의 초전도 상태는 일반적으로 매우 낮은 온도에서만 나타납니다. 온도가 일정한 임계 온도 이하로 내려가면서, 저항이 사라지고 초전도 상태가 나타납니다. 이 온도는 물질의 종류에 따라 다를 수 있습니다.
완전한 전기 저항 없음: 초전도체는 저항이 거의 없는 상태로 전기가 흐르는 특징을 가지고 있습니다. 이는 전기 에너지 손실 없이 전류를 전달하는 데에 매우 유용합니다.
마이스너 효과: 초전도체는 자기장을 생성하거나 외부 자기장에 민감하게 반응하는 메이스너 효과(Mezzner Effect)를 보일 수 있습니다. 이는 초전도체가 자기장 내에서 특이한 특성을 나타내는 현상으로, 초전도자체의 자기장과 외부 자기장이 상호작용하는 결과로 나타납니다.
요약하자면, 초전도체는 낮은 온도에서 전기 저항이 사라지는 현상을 나타내는 물질로, 무손실 전기 전달과 강력한 자기장 생성 능력으로 다양한 기술과 응용 분야에서 사용되는 중요한 물질입니다.
그런데? 이것이 상온에서 가능하다? 한마디로 타임머신이나 투명 인간을 개발한 것과 같은 놀랄 일이다 이거죠
2. 상온 초전도체 LK-99란?
연구팀은 LK-99에 대해 약 30℃ 상온에서 유지되는 초전도체라고 설명했습니다. 연구팀은 20여 년에 걸쳐 1000회가량 구리와 납을 구워내며 초전도체를 구현해냈다고 밝혔습니다.
논문에 따르면 산화 납과 황산 납을 혼합해 725℃ 온도에서 하루 동안 구워 라나카이트를 제조한 뒤, 라나카이트에 구리와 인 분말을 섞어 48시간 동안 구워 인화 구리를 만듭니다. 이후 라나카이트와 인화 구리를 분말 형태로 만든 후 진공 상태를 유지하며 925℃에서 구워내면 상온 초전도체인 LK-99를 만들 수 있습니다.
3. LK-99는 진짜 상온 초전도체인가?
A. 위에 설명한 것처럼 초전도체라면 마이스너 효과가 있어야 하는데 마이스너 효과를 증명하는 영상이라고 업로드했음에도 불구하고 마이스너 현상이 아닙니다.
해당 영상은 LK-99를 왔다 갔다하며 구리판을 움직이게 하는 영상인데, LK-99를 가만히 두고 구리판이 밀려가는 상황을 확인해야 마이스너 현상을 증명하는데 왔다 갔다 하면서 렌쯔의 법칙에 의해 구리판이 움직이는 것처럼 보입니다..
해당 영상도 완벽한 물질이 아니라 반만 떴다고 연구진은 말하였으나, 말 그대로 반만 뜨기 때문에 이 영상으로는 마이스너 효과를 전혀 확인할 수 없습니다.
B. 논문에서의 데이터만 가지고는 상온에서 저항이 0이 되는지 확인이 불가능합니다.
C. LK-99를 만들기 위해 현재도 많은 곳에서 시도 중이나, 세계적인 학술지 네이처, 미국 어바나 샴페인 일리노이대와 독일의 막스플랑크 슈투트가르트 연구소는 "LK-99는 전혀 초전도체가 아니다."라고 못 박았습니다.
네이처는 LK-99 연구팀에 이에 관해 코멘트 요청하였으나 아직 답변이 오지 않았고 합니다.
이를 볼 때 상온 초전도체일 가능성이 매우 희박하지만 국내 연구진이 증명만 한다면 판도는 바뀔 수 있을 것입니다.
제발 국내 연구진이 말하는 상온 초전도체가 진실이길 바라며 오늘 보고 끝. 하려다가 생각해 보니 상온 초전도체가 개발되면 세계는 어떻게 변할까요? 궁금하시죠? 한번 살펴보겠습니다.
4. 상온 초전도체가 개발된 미래는?
A. 모든 전자제품의 발열이 없어지고 초소형 쌉가능
B. 멀티탭 아무리 막 연결해도 불 안 남
C. 전기로 인한 화재사고 없어짐
D. 핵융합 발전 상용화 가능
E. 배터리 손실 없고 소형화에 급속 충방전 가능
F. 전력 전송 효율이 매우 좋아지고 발전/변전설비도 소형화
G. 자기부상열차
H. MRI 장비 냉각기능 없어도 돼서 소형화 가능하고 비용 감소
I. 아놔.........생각 가능한 모든 분야가 크게 발전합니다.
그럼 진짜 보고 끝.
