한국 연구진 상온 및 상압에서 초천도체 구현

목차

한국 연구진 상온 및 상압에서 초전도체 구현

초전도 현상

연구내용

초전도체와 일상생활

 

한국 연구진 상온 및 상압에서 초전도체 구현

2023년 7월 한국 연구진이 상온 및 상압에서 초전도 현상을 띄는 물질을 구현하였다는 논문을 발표하여 많은 화제가 되고 있습니다. 초전도체가 상온 및 상압에서 실현되면 과학적으로도 엄청난 발견일 뿐만 아니라, 우리 일상생활도 엄청난 변화를 줄 것으로 기대됩니다. 많은 과학자들이 100년이 넘는 기간 동안 상온에서 초전도 현상을 구현하기 위해 많은 노력을 기울였는데 이것이 한국 연구진에 의해 완성되면 막대한 경제적 부가가치도 이룰 수 있을 것입니다. 

 

 

초천도 현상

전기가 통하는 물질을 도체라고 합니다. 전기가 도체를 통해 흐르면 일정부분 저항이 발생하며 열에너지로 손실됩니다. 휴대폰 배터리가 뜨겁게 느껴지거나 선풍기 뒷면의 발열 등은 전기의 저항과 관련한 이유입니다. 전기의 저항은 원자의 진동이 전자의 흐름을 방해하기 때문에 나타나는 현상으로 저항이 0이 되면 발전되는 전기를 낭비없이 사용하게 되어 보다 나은 삶을 영위하게 됩니다. 과학자들은 원자의 진동을 약하게 하면 전자가 원활하게 이동할 수있을 것으로 생각했습니다. 그런데 원자의 진동을 약하게 하는 방법은 온도를 낮추는 방법밖에 없습니다.

 

네덜란드 과학자 헤이커는 영하 269도의 환경에서 전기 저항이 0으로 떨어지는 현상을 확인하였습니다. 최초 초전도 현상의 발견이었습니다. 이 발견으로 1913년 그는 노벨상을 수상하게 됩니다.

 

하지만 영하 269도는 실제 기술로 적용하기에 너무 낮은 온도입니다. 100년이 넘는 시간동안 많은 과학자들이 초전도 현상이 일어나는 온도를 조금씩 높여왔고 2019년에 발표된 논문에는 영하 23도에서 초전도 현상을 구현하기도 하였습니다. 이 논문에는 초전도 현상을 구현하기 위해서 매우 높은 압력이 필요했습니다.   

 

 

연구내용

상온에서의 초전도 현상의 발견은 많은 과학자들의 꿈입니다. 2023년 7월 퀀텀에너지연구소의 이석배대표와 오근호 한양대 명예교수는 논문 사전공개 사이트 arXiv를 통해 상온 및 상압에서 초전도성을 가지는 물질을 세계 최초로 개발했다는 2개의 논문을 발표하였습니다. 아직까지 외부 검증을 거치지 않은 단계로 많은 과학자들이 회의를 갖고 있기는 하지만, 만약 실제로 상온 및 상압에서 초천도 현상을 구현해 냈다면 과학적으로나 인류에게 있어 엄청난 발견이 됩니다. 노벨상은 물론이고, 엄청난 경제적 부가가치를 창출할 수 있는 대단한 발견인 것입니다. 몇일간 떠들썩 했던 것도 이런 이유일 것입니다. 

 

가. 퀀텀에너지연구소

이석배 대표의 퀀텀에너지연구소 홈페이지 입니다. 몇 년 동안 초전도체에 몰입하여 연구한 흔적들이 보입니다.

 

퀀텀에너지연구소

퀀텀에너지연구소

 

나. 논문의 내용

연구진은 납으로 상온 및 상압에서 초전도성을 가지는 물지를 구현하였다고 합니다. 인산구리를 925도에서 10시간 동안 구워 얻은 물질을 산화납 및 황산화납을 섞어 다시 725도에서 24시간 반응 시키면 납을 기반으로 하는 아파타이트라는 구조가 만들어진다고 합니다. (아파타이트 구조는 육각기둥 형태로 원자의 배열이 반복된 형태를 말합니다)

 

일반적으로 납 원자 10개로 아파타이트 구조가 만들어지면 대칭구조를 갖게 되는데, 위와 같은 실험으로 만들어진 아파타이트 구조는 일부 납이 구리로 변형되어 형태가 일그러진 비대칭적 구조를 갖게 되고 이러한 결과로 초전도 현상이 나타난 것이라고 연구진은 설명하고 있습니다.  

arXive에 게재한 논문중 이미지

 

다. 연구진

이 연구 논문의 저자는 퀀텀에너지연구소 이석배 대표 및 회사 연구자, 고려대 권영완 연구교수, 한양대 오근호 명예교수, 그리고 한국전자통신연구원(ETRI)에 근무 경력의 김현탁 박사입니다. 

 

초전도체와 일상생활

전기 저항을 없앨 수 있으면 전기 배달료는 거의 공짜입니다. 초전도체 코일에 전기를 흘려보내면 수백만년동안 전기를 보존할 수 있고, 전기손실이 없는 초고효율 전력망을 구현할 수 있게 됩니다. 이 전류를 이용하면 엄청난 세기의 자력을 형성할 수 있어 무거운 물체도 공중으로 들어올릴 수 있게 됩니다. 허공에 떠오른 물체는 바퀴없이 추진력만으로 이동이 가능하며, 바퀴의 저항이 없어 엄청난 속도로 이동이 가능합니다. 초전도체 자석으로 벨트를 만들면 사람이 공중으로 이동할 수도 있고, 바퀴없는 자동차도 가능하며, 음속의 속도를 내는 기차도 가능해집니다. 서울과 부산을 1시간도 안되어 이동할 수 있습니다. 초전도체는 손바닥만한 양자 컴퓨터도 구현할 수 있습니다.