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메카뎀매거진 Blog

[메카뎀 매거진] #22. 과학계의 뜨거운 감자, 초전도체!

  • 작성일2023-08-07
  • 조회476
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 3분 분량

추천강의

‘아바타’라는 영화를 보셨나요?

영화 ‘아바타’는 바위섬도 공중에 띄울 수 있는
강력한 초전도체 물질인 언옵테늄이라는 물질을 두고
인간과 나비족 간 일어난 전쟁을 다루고 있는데요.



(출처 : 영화 '아바타' 스틸컷)

최근 영화에서나 나올법한
꿈의 물질인 상온 초전도체,
‘LK-99’를 개발했다는 논문이
한국 연구진에 의해 발표되며
전세계 과학계를 들썩이게 했습니다.



(퀀텀에너지연구소가 공개한 LK-99의 모습)

초전도체란?
 
특정 물질을 임계온도 이하로 냉각했을 때
전기에 대한 저항은 없고, 자성은 밀어내는 성질 때문에
공중에 뜨는 현상을 초전도 현상이라고 하는데요.
즉, 초전도체란 전기저항이 없는 물질을 뜻합니다.




1911년, 네덜란드 물리학자
헤이커 카메를링 오너스가
-269 에서 초전도 현상을 띠는
물질을 발견한 이래로

약 110년간 전세계 과학자들이
임계 온도를 높이기 위해 매달렸지만,
지금껏 성공한 사례는 없었는데요.


상온에서 초전도 성질을 잃어버리는 초전도물질은
그 까다로운 조건 때문에 상용화 되는 데
어려움이 있었습니다.


이에 따라 상온·상압에서 초전도 성질을 띠는
초전도체 물질의 개발은
과학계의 영원한 숙제로 자리잡았습니다.


앞서 2020년 미국 로체스터대 연구팀에서
15℃ 에서 초전도 성질을 띠는
초전도체를 발견했다고 발표했다가
데이터 조작이 드러나 논문을 철회한 적도 있죠.

 

초전도체가 도대체 어디에 쓰이기에,
이렇게까지 화제가 되는 걸까요?




발전소에서 생산되는 전기가
변압기, 송·배전선망을 거쳐
사용자에게 도달하기까지

전기저항으로 인해
발생하는 손실이 있는데요.

이를 송배전 손실률이라고 합니다.


한국전력의 송배전 손실률은
연간 1조 5,000억 원 수준에 이르고,
미국은 연간 20 ~ 30조 원에 육박하죠.

 
이러한 손실은 전선에 쓰이는 구리의
전기저항으로 열이 발생하기 때문에 생깁니다.

상온 초전도체가 상용화에 성공한다면
이러한 발열 문제가 해결되어
송배전 손실률을 크게 축소할 수 있습니다.




또한 전기를 사용하는
모든 전기·전자 제품의 발열 문제를 해결할 수 있죠.
즉, 에너지효율을 낭비 없이
극대화할 수 있습니다.


또한 바퀴 없이 자력으로 움직이는
자기부상 열차와




핵융합, MRI 등 전자·에너지·운송 등
모든 산업의 영역에서
에너지 효율성을 증가시키고,

어쩌면 새로운 산업의 영역을
구축할 수 있을 만큼
그 쓰임새가 다양합니다. 


이 때문에, 전문가들은
초전도체의 상용화가 성공한다면

4차 산업 혁명의 규모에 맞먹는
엄청난 혁신이 일어나리라 예측하고 있습니다.



미국 대중지 뉴욕포스트는
"뉴욕에서 로스앤젤레스(LA)까지 20분에 주파하는
시속 1만4천마일(약 2만2천531㎞)의
자기부상열차를 떠올려보라"며
"LK-99 초전도체 연구의 돌파구는
인류의 새로운 시대를 열 것"이라 예측하는 등
기대감을 표하기도 했습니다.

 

이처럼 개발 그 자체가
인류의 발전을 좌지우지하는 물질이기에,

학계에선 연일 LK-99에 대한 진위 여부로
갑론을박이 한창입니다.




일각에서는 LK-99에 대한 연구 내용이
제대로 된 검증 과정을 거치지 않았다는 점,
초전도성 발현이 매우 어렵다는 점 등을 들어
비판적 시각을 보내는 사람들이 많습니다.




블룸버그 통신은 LK-99에 대해
"LK-99가 상온 초전도체라는 주장을 검증하는 데
몇 달, 또는 몇 년이 걸릴 수 있다"며

"만약 이 기술이 사실이라 해도
상용화하는 데 최소 수년이 더 걸릴 수 있다"며 
지적함과 동시에

"LK-99를 둘러싼 흥분감은 포용하되,
희망을 걸지 말자.
과학의 여정은 그 자체로
결과만큼이나 가치가 있으며,
개인의 업적과 관계없이 축하할 일"이라 덧붙이며

'LK-99'를 둘러싼 소동을 받아들이는
사회적 시선의 올바른 방향성을 제시하기도 했습니다.

 

아직 초전도체가 상용화되기까지는
많은 관문이 남아있습니다.

LK-99의 검증은 물론이고,
LK-99를 만드는 데 사용되는
납의 독성을 처리하는 등

아직 우리 주변에 사용되기 위해선
많은 숙제를 해결해야만 하죠.

하지만 LK-99가 전 세계 사람들의
짜릿한 상상력을 자극한 것은 사실입니다.

영화 '아이언맨'의 맨몸으로 하늘을 나는
아이언맨 슈트,
'스타워즈'의 하늘을 나는 자동차,
'백 투더 퓨처'의 공중을 나는 호버보드 등



(출처 : 영화 '백 투더 퓨처')

미래를 꿈꾸며 했던 상상들이
초전도체의 발견으로 현실이 될 수도 있으니까요.

 

앞으로 과학의 발전은
우리를 어떤 세계로 인도할까요?

상상했던 꿈이 현실로 이뤄지는 세상이
과학을 통해 이루어진다면


미래를 여는 열쇠는 꿈꾸고 상상하는
공상가에게 주어진 것은 아닐까요?



 
♥ 메카뎀 매거진을 만드는 사람들 ♥
- 달려라DH, 아하, DYE, 동자

[모바일]

‘아바타’라는 영화를 보셨나요?

영화 ‘아바타’는 바위섬도 공중에 띄울 수 있는
강력한 초전도체 물질인 언옵테늄이라는 물질을 두고
인간과 나비족 간 일어난 전쟁을 다루고 있는데요.



(출처 : 영화 '아바타' 스틸컷)

최근 영화에서나 나올법한
꿈의 물질인 상온 초전도체,
‘LK-99’를 개발했다는 논문이
한국 연구진에 의해 발표되며
전세계 과학계를 들썩이게 했습니다.



(퀀텀에너지연구소가 공개한 LK-99의 모습)

초전도체란?
 
특정 물질을 임계온도 이하로 냉각했을 때
전기에 대한 저항은 없고, 자성은 밀어내는 성질 때문에
공중에 뜨는 현상을 초전도 현상이라고 하는데요.
즉, 초전도체란 전기저항이 없는 물질을 뜻합니다.




1911년, 네덜란드 물리학자
헤이커 카메를링 오너스가
-269 에서 초전도 현상을 띠는
물질을 발견한 이래로

약 110년간 전세계 과학자들이
임계 온도를 높이기 위해 매달렸지만,
지금껏 성공한 사례는 없었는데요.


상온에서 초전도 성질을 잃어버리는 초전도물질은
그 까다로운 조건 때문에 상용화 되는 데
어려움이 있었습니다.


이에 따라 상온·상압에서 초전도 성질을 띠는
초전도체 물질의 개발은
과학계의 영원한 숙제로 자리잡았습니다.


앞서 2020년 미국 로체스터대 연구팀에서
15℃ 에서 초전도 성질을 띠는
초전도체를 발견했다고 발표했다가
데이터 조작이 드러나 논문을 철회한 적도 있죠.

 

초전도체가 도대체 어디에 쓰이기에,
이렇게까지 화제가 되는 걸까요?




발전소에서 생산되는 전기가
변압기, 송·배전선망을 거쳐
사용자에게 도달하기까지

전기저항으로 인해
발생하는 손실이 있는데요.

이를 송배전 손실률이라고 합니다.


한국전력의 송배전 손실률은
연간 1조 5,000억 원 수준에 이르고,
미국은 연간 20 ~ 30조 원에 육박하죠.

 
이러한 손실은 전선에 쓰이는 구리의
전기저항으로 열이 발생하기 때문에 생깁니다.

상온 초전도체가 상용화에 성공한다면
이러한 발열 문제가 해결되어
송배전 손실률을 크게 축소할 수 있습니다.




또한 전기를 사용하는
모든 전기·전자 제품의 발열 문제를 해결할 수 있죠.
즉, 에너지효율을 낭비 없이
극대화할 수 있습니다.


또한 바퀴 없이 자력으로 움직이는
자기부상 열차와




핵융합, MRI 등 전자·에너지·운송 등
모든 산업의 영역에서
에너지 효율성을 증가시키고,

어쩌면 새로운 산업의 영역을
구축할 수 있을 만큼
그 쓰임새가 다양합니다. 


이 때문에, 전문가들은
초전도체의 상용화가 성공한다면

4차 산업 혁명의 규모에 맞먹는
엄청난 혁신이 일어나리라 예측하고 있습니다.



미국 대중지 뉴욕포스트는
"뉴욕에서 로스앤젤레스(LA)까지 20분에 주파하는
시속 1만4천마일(약 2만2천531㎞)의
자기부상열차를 떠올려보라"며
"LK-99 초전도체 연구의 돌파구는
인류의 새로운 시대를 열 것"이라 예측하는 등
기대감을 표하기도 했습니다.

 

이처럼 개발 그 자체가
인류의 발전을 좌지우지하는 물질이기에,

학계에선 연일 LK-99에 대한 진위 여부로
갑론을박이 한창입니다.




일각에서는 LK-99에 대한 연구 내용이
제대로 된 검증 과정을 거치지 않았다는 점,
초전도성 발현이 매우 어렵다는 점 등을 들어
비판적 시각을 보내는 사람들이 많습니다.




블룸버그 통신은 LK-99에 대해
"LK-99가 상온 초전도체라는 주장을 검증하는 데
몇 달, 또는 몇 년이 걸릴 수 있다"며

"만약 이 기술이 사실이라 해도
상용화하는 데 최소 수년이 더 걸릴 수 있다"며 
지적함과 동시에

"LK-99를 둘러싼 흥분감은 포용하되,
희망을 걸지 말자.
과학의 여정은 그 자체로
결과만큼이나 가치가 있으며,
개인의 업적과 관계없이 축하할 일"이라 덧붙이며

'LK-99'를 둘러싼 소동을 받아들이는
사회적 시선의 올바른 방향성을 제시하기도 했습니다.

 

아직 초전도체가 상용화되기까지는
많은 관문이 남아있습니다.

LK-99의 검증은 물론이고,
LK-99를 만드는 데 사용되는
납의 독성을 처리하는 등

아직 우리 주변에 사용되기 위해선
많은 숙제를 해결해야만 하죠.

하지만 LK-99가 전 세계 사람들의
짜릿한 상상력을 자극한 것은 사실입니다.

영화 '아이언맨'의 맨몸으로 하늘을 나는
아이언맨 슈트,
'스타워즈'의 하늘을 나는 자동차,
'백 투더 퓨처'의 공중을 나는 호버보드 등



(출처 : 영화 '백 투더 퓨처')

미래를 꿈꾸며 했던 상상들이
초전도체의 발견으로 현실이 될 수도 있으니까요.

 

앞으로 과학의 발전은
우리를 어떤 세계로 인도할까요?

상상했던 꿈이 현실로 이뤄지는 세상이
과학을 통해 이루어진다면


미래를 여는 열쇠는 꿈꾸고 상상하는
공상가에게 주어진 것은 아닐까요?



 
♥ 메카뎀 매거진을 만드는 사람들 ♥
- 달려라DH, 아하, DYE, 동자




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