1. 초전도체란 무엇일까?(쉽게설명)
초전도체를 이해하기위해서는 일단 전도체가 무엇인지 먼저 알아야합니다.
전도체는 전기전도체라고 부르고 도체의 일종입니다.
(도체: 한 방향이나 여러 방향으로 전류 즉 전기의 흐름이 가능한 물체나 물질)
전기전도체는 전기를 퍼트리는 물질이라고 생각하면 됩니다.
전선이 우리가 알고 있는 전기전도체 중 하나 입니다.
전기가 흐르는것은 전자의 이동입니다.
전자가 이동할 때 이온의 진동,구조 결함,불순물등이 포함되어 있습니다.
전자가 흐를때 이온의 진동이나 불순물을 만나게 되면 전자가 매끄럽게 가지 못하고
충돌을 일으키게 됩니다. 이때 저항이 발생하게 됩니다.
이때 에너지 발산으로 발열이 일어납니다.
이게 핸드폰을 오래 사용했을 때 뜨거워지는 이유입니다.
이렇게 저항발생을 막기 위해서 저희는 새로운 에너지원을 원하게 됩니다.
하지만 현재까진 전기에너지가 인류에게 가장 쉽게 변환해서 사용할 수 있는 상태의 에너지 입니다.
이런 고민속에서 초전도체라는것이 등장하게 됩니다.
초전도체는 저항이 0입니다.
전도체 중에 저항이 없는 전도체는 없었습니다. 그런데 저항이 없는 전도체가 등장하게 된거죠.
저항이 없기 때문에 전기가 아주 작은 양으로 아주 빠르게 이동할 수 있게 된겁니다.
초전도체 관련단어
쿠퍼쌍 / 마이스너효과
<쿠퍼쌍>
초전도체를 아주 낮은온도로 두면 그냥 전자가 이동하는것이 아니라
모든 전자가 둘씩 쌍으로 이동하게 됩니다.
이렇게 이동하게 되면 전기 저항이 0이 되는것을 관찰 할 수 있었습니다.
이 현상을 쿠퍼쌍이라고 합니다.
전자 하나가 길을 열어주면 뒷 전자가 그 길을 따라 갈 수 있기 때문에
전자가 하나인 것보다 빨리 갈 수 있는 원리입니다.
쿠퍼쌍 현상 덕분에 초전도체 저항이 0이 된다는걸 알아냈습니다.
이것을 BCS 이론이라고 합니다.
쿠퍼쌍 이론을 발견하신 세분의 이름을 따서 만든 이름입니다.
<마이스너효과>
임계온도 이하가 돼서 초전도성을 보이게 되면
초전도체 내부의 모든 자기장을 밀어내게 됩니다.
그래서 온도가 내려가면 자석을 다 밀어내는 현상입니다.
초전도체와 완전도체는 둘다 저항이 0인 상태로 전기가 저항없이 잘 흐르는 상태를 표현한것입니다.
하지만 마이스너효과가 없으면 완전도체, 마이스너 효과가 있으면 초전도체라고 할 수 있습니다.
(완전도체: 전기 전도율 또는 열전도율이 무한대인 이상적인 가상도체, 완전도체를 발견해도 노벨상 입니다.)
2. 저항이 0이 되면 일어나는 일들
가장 많이 알고계신것이 건강검진할때 쓰는 MRI 입니다. MRI는 인체 부위에 수십만 헤르츠의 고주파 자기장을 보냅니다. 인체 내부에는 수소의 원자핵이 있는데 원자핵이 자기장을 받으면 영상신호를 보냅니다. 이걸 2차원 또는 3차원으로 보여주는 전신검사장비가 MRI입니다.
MRI와 CT가 다른 이유는 CT는 방사선을 사용하는데 MRI는 방사선 사용을 하지 않습니다.
그래서 CT보다 굉장히 안전한 편에 속합니다.
그리고 인체 내에서 필요한 각도를 자유자재로 선택해서 촬영할 수 있는 장점이 있습니다.
어쨌든 MRI는 사진 촬영이기 때문에 해상도가 높으면 높을수록 좋은데
해상도를 높이는 방법이 자기장을 높이는 것 입니다.
이 때 자기장을 높이는 방법이 초전도체 사용입니다.
초전도체는 저항이 없기 때문에 훨씬 더 강하고 빠르고 많은 자기장을 흘려보낼수 있기 때문에
해상도가 훨씬 높고 좋은 형태 MRI사진을 보는게 가능해집니다.
MRI비용이 저렴해진다는 말이 나오는것은
MRI 사진 찍으러 들어가면 그 방 온도는 유난히 추운것을 알수있는데
MRI안에 냉각장치가 있기 때문입니다.
이 냉각장치를 설치하고 유지하는데 비용이 굉장히 많이드는데
상온 초전도체가 활성화되면 이 비용이 들지 않기때문에
MRI비용이 X-RAY만큼이나 저렴해질수 있는 것 입니다.
상온초전도체가 활성화 되면
운송분야 비용이 굉장히 저렴해집니다.
열차는 바닥 자석의 자기력과 선로에 유도된 자기장이 크면 클수록
무거운 열차를 띄우는것이 가능해집니다.
일반적인 전자석을 사용하면 전력손실이 굉장히 커서 저항 때문에 큰 자기장을 만들기가 어렵습니다.
하지만 상온초전도체를 사용할 수 있다면 저항없이 열차를 띄우면서
큰 무게를 더 작은 전류로 사용가능, 냉각필요없음, 부품소모없음이 실현됩니다.
이렇게 되면 서울에서 부산까지 기차타고 가는 시간이 현재의 반으로 줄어들고
물론 비용도 아주 저렴해집니다.
그리고 모든 전자기기에 혁신이 시작됩니다.
발열이 사라지면서 지금보다 훨씬 오래 사용이 가능해집니다.
특히 전기차 같은 경우는 가벼워지고, 지금 전기차에서 가장 말많은 발열이슈가 사라지면서
전기차의 붐이 일어날 가능성이 높습니다.
전기차에 충전 한번이면 지금보다 몇배는 오래 충전없이 차를 타는것이 가능해집니다.
일단 상온초전도체가 세상에 나오게되면 모든 전기로 사용하는 기계들이
가벼워지고 한번 충전으로 오래사용하기가 가능해집니다.
3.초전도체 현재 상황
과학자들은 항상 초전도체 발견을 염원했습니다.
하지만 오랫동안 초전도체를 연구했던 랑가디아스 교수의 논문이 네이처에 실렸다가
신뢰성문제로 철회되는등의 이슈가 있었기에 모두가 포기하고 있는 상황이였습니다.
네이처에 논문으로 발탁되었다가 철회되는 경우는 매우 이례적인 상황입니다.
그런데 arxiv라는 무료논문공개 사이트에(아무나 올릴수 있음)
LK-99라는 상온고체물이 발견되었다고 관련 논문이 올라옵니다.
고려대학교 연구팀이 처음 발견해서 큰 이슈가 되었습니다.
이 논문결과가 아주 대단한 발견이긴 하지만 상온초전도체에 100프로 합당한 물질은 아니기 때문에
조금씩 수정해가면서 아직도 계속 연구중에 있습니다.
초전도체면 가장 베스트로 좋겠지만 초전도체가 아니여도
세상을 발전시킬 수 있는 물질이길 바라는 마음으로 온국민이 관심을 가지고 지켜보고 있는 상황입니다.
전기 발명할때도 모두가 안될거라고 했지만 수많은 실험끝에 전기를 저희가 쓸 수 있게 되었습니다.
과학 기술 발전이 세상을 바꾸는 일이기에 저희가 긍정적인 시선으로 지켜보는게 어떨까 합니다.
특히 대한민국에서 발견되면 대한민국 국민으로서 더 영광스러운 일입니다..
4. 초전도체 관련 주식
초전도체 관련 주식은 어떤것이 있을까요?
1. 서남 : 초전도 선재 개발 전문 업체
2. 신성델타테크 : 초전도체 관련주로 퀸텀에너지연구소의 지분을 보유한 엘앤에스벤쳐캐피탈의 지분을 반이상 보유
3. 덕성 : 초전도체 사업 프로젝트에 참여했던적이 있음, 초전도마그네트 상용개발에 착수한 과거가 있음
4. 파워로직스 : 초전도체 관련주로 퀸텀에너지연구소의 지분을 보유한 엘엔애스벤쳐캐피탈의 지분 11프로 정도를 보유
5. 모비스: 세계최초 초전도 토카막장치 개발 성공 부각
6. 원익피엔이 : 초전도체 및 플라즈마 응용분야에 각종 장비 시험 담당
7. 고려제강 : 대덕에 초전도선재공장 설립
8. 원익피앤이 : 초전도체,플라즈마 응용 분야 등 각종 장비시험 분야에서 사용되는 전원 공급 장치 생산
초전도체가 발견되면 제일 먼제 전기차를 사람들이 많이 사지 않을까 생각드는데
전기차는 꾸준히 뜨고 있는 종목이니 전기차나 MRI 관련주에 투자하는건 어떨까 하는 생각이 듭니다.
카카오 주식 관련 글 보러가기
현재 초전도체 개발 가능성이 낮아 관련주에 들어갔다가 날벼락을 맞으신 분들도 많다고하니
신중한 투자 하셔야 할 것 같습니다.