초전도체

초전도체는 1811년 네덜란드 물리학자 시몬 스테빈(Simon Stevin)이 처음 발견한 것으로 알려져 있는 것으로 전해지고 있습니다. 당시 영국 과학자들이 수은 증기로 만든 액체 헬륨 냉각장치를 이용해서 실험하던 중 갑자기 기체가 팽창하면서 폭발했는데, 이를 조사하다가 우연히 새로운 종류의 금속임을 알게 된 것으로 파악되고 있습니다. 이후 1911년 미국의 드렉슬러(Frederick Drexler) 교수가 '드렉슬러 효과'라는 이름으로 발표했으며, 아울러 1920년 독일의 란츠후트(Lanzheut) 연구소에서 본격적인 연구가 시작된 것으로 보이고 있습니다. 그 이래로 초전도체 연구는 지속적으로 발전해 온 것으로 전해지고 있습니다.

초전도체는 임계온도 이하에서만 자기장을 통과시키는 성질이 있는 것으로 알려져 있는 것으로 전해지고 있습니다. 그래서 고온상태에서는 자석 위에 올려놓아도 아무런 반응이 없는 것으로 파악되고 있습니다. 하지만 임계온도 이상부터는 자성을 띠면서 외부자기장에 의해 자화되는 것으로 보이고 있습니다. 이렇게 되면 내부에 흐르는 전류가 급격히 감소하게 되는데, 한편 이때 발생하는 현상이 바로 초전도현상인 것으로 파악되고 있는 것으로 전해지고 있습니다. 즉, 초전도체 내에 존재하는 전자나 이온 같은 입자들이 서로 반발하며 운동에너지를 잃어버리고 정지 상태에 이르게 되는 것으로 알려져 있습니다. 그러면 마치 도체처럼 행동하기 때문에 주변으로부터 받는 힘만큼 밀어내는 척력이 작용하므로 결국엔 멈추게 되는 것으로 보이고 있습니다. 이러한 과정을 통해 초전도 상태가 유지되는 것으로 전해지고 있습니다.

초전도체는 주로 의료용 기기 분야에서 많이 쓰이는 것으로 전해지고 있는 것으로 알려져 있습니다. MRI 촬영 시 인체 조직 안에 고주파 신호를 전달해야 하는데, 현재 쓰이는 구리선으로는 한계가 있는 것으로 파악되고 있습니다. 그러나 초전도체를 쓰면 보다 많은 양의 정보를 짧은 시간에 보낼 수 있어서 정확한 진단이 가능해지는 것으로 알려져 있는 것으로 전해지고 있습니다. 또한 최근에는 인공심장박동기로도 활용되고 있는 것으로 보이고 있습니다. 이외에도 통신장비, 항공우주산업, 극저온 장치 등 다양한 분야에서 응용되고 있는 것으로 파악되고 있으며, 더불어 전력 송배전 시스템에도 적용될 가능성이 있는 것으로 전해지고 있습니다.

초전도체 기술은 향후 상온 초전도체 개발을 통해 더욱 획기적인 발전을 이룰 것으로 전망되고 있는 것으로 알려져 있습니다. 현재의 초전도체는 극저온 환경에서만 작동하기 때문에 냉각 비용이 많이 드는 것으로 파악되고 있는데, 한편 상온에서 작동하는 초전도체가 개발된다면 에너지 효율이 크게 향상될 것으로 보이고 있습니다. 특히 자기부상열차나 전력망 구축에 있어서 혁신적인 변화를 가져올 수 있을 것으로 전해지고 있습니다. 또한 양자컴퓨터 개발에도 필수적인 소재로 활용될 가능성이 높은 것으로 알려져 있으며, 더불어 우주 탐사 및 신재생 에너지 저장 시스템에도 광범위하게 적용될 것으로 기대되고 있는 것으로 전해지고 있습니다. 이처럼 초전도체는 미래 산업 전반에 걸쳐 핵심 기술로 자리매김할 것으로 전망되고 있습니다.