고려대에서 초전도체를 발견했다고 해서 과학계가 떠들석 거리고 있습니다. 전도체란 전기 에너지를 전달할수 있는 물질이라고 알고 있는데 초전도체가 무엇인지 한번 알아볼게요.
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초전도체란?
초전도체는 특정 낮은 온도 이하로 냉각될 때 저항이 사라져 전류를 영원히 흐를 수 있는 물질입니다. 이러한 현상을 초전도 현상이라고 하며, 이는 저항 없이 전기 에너지를 전달할 수 있어 에너지 손실이 전혀 없는 상태를 말합니다.
초전도 현상은 물질의 종류나 특성에 따라 나타나는 온도, 즉 임계 온도에서만 발생하며, 초전도체가 임계 온도 이상으로 올라가면 일반 전도체와 같이 동작합니다.
초전도체는 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다. MRI와 같은 의료 진단 장비, 자기부상열차, 초전도 전력선 등에 사용되고 있습니다. 또한 미래의 양자 컴퓨터에서도 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.
그러나 현재의 문제점은 대부분의 초전도체가 매우 낮은 온도에서만 작동한다는 것입니다. 이러한 제한을 극복하기 위해, '고온 초전도체'를 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 고온 초전도체는 상대적으로 높은 온도에서도 초전도 현상을 보이는 물질을 의미하며, 이들을 실용화한다면 에너지 전송 및 저장의 효율을 대폭 향상시킬 수 있을 것입니다.
초전도체로 쓰이는 물질
초전도 현상은 다양한 종류의 물질에서 관찰할 수 있습니다. 초전도를 보이는 물질들은 일반적으로 두 가지 범주로 나뉘는데, 이는 '전통적인' 혹은 '저온' 초전도체와 '고온' 초전도체입니다. 이들 각각은 작동 온도, 구조, 그리고 연구 및 개발의 특징 등에서 차이를 보입니다.
'저온' 초전도체
이들은 일반적으로 매우 낮은 온도(흔히 절대영도 근처)에서만 초전도 현상을 보입니다. 이런 물질에는 특정 순금속들(예: 알루미늄, 납), 합금(예: 니오븀-티타늄), 그리고 특정 화합물들이 포함됩니다.
'고온' 초전도체
1986년에 처음 발견된 이들 물질은 절대영도의 높은 온도에서도 초전도 현상을 보일 수 있습니다. 첫 '고온' 초전도체는 란탄족 산화물인 '란탄-바륨-구리-산화물'(LaBaCuO)였으며, 그 이후로도 다양한 종류의 산화물 초전도체들이 발견되었습니다. 특히 유라늄 화합물과 같은 몇몇 물질은 액체 질소의 온도(약 -196℃, 77K)에서도 초전도 현상을 보이기 때문에 '고온' 초전도체라고 분류됩니다.
여전히 물리학자들과 화학자들은 '고온' 초전도체의 특성을 완전히 이해하려는 노력을 하고 있으며, 이는 더욱 효율적인 에너지 전송 시스템의 발전에 중요한 역할을 할 것입니다. 이들 '고온' 초전도체의 완전한 이해와 실용화는 에너지 효율성을 향상시키는 데 큰 도약이 될 수 있을 것입니다.
초전도체 연구개발 회사
초전도체 기술 연구 및 개발에 관여하는 여러 기업들이 있습니다. 그 중 몇 가지를 예로 들어 보겠습니다. 주의하실 점은, 이 정보는 2021년까지의 정보이며, 현재의 상황은 조사를 통해 확인하셔야 합니다.
IBM
IBM은 초전도체를 사용한 양자 컴퓨팅의 개발에 중점을 두고 있습니다. IBM의 양자 컴퓨터 'IBM Q'는 초전도를 사용한 트랜지스터, 즉 양자 비트를 사용합니다.
Google 역시 초전도 양자 비트를 사용한 양자 컴퓨팅 연구에 많은 노력을 기울이고 있습니다.
American Superconductor
이 회사는 초전도를 이용한 전력 인프라 솔루션을 제공합니다. 이들의 제품에는 초전도 케이블, 전력 제한기, 초전도 발전기 등이 포함됩니다.
Bruker Corporation
Bruker는 초전도를 활용한 다양한 고성능 과학기기를 제조합니다. 이들의 제품에는 초전도 자기 공명(NMR) 스펙트럼계, 초전도 양자 간섭 장치(SQUID) 등이 있습니다.
Sumitomo Electric Industries
이 회사는 초전도를 이용한 여러 가지 제품을 제공합니다. 그 중에는 초전도 케이블 및 전력 장치, 초전도 자석 등이 있습니다.
이외에도 많은 기업들이 이 분야에서 활동하고 있으며, 고온 초전도체의 연구 및 개발은 계속 진행 중입니다. 연구기관이나 대학 등의 연구팀과 공동으로 연구를 진행하는 경우도 많습니다. 그러나 이들 기업의 최신 동향은 반드시 별도로 확인하셔야 합니다.
초전도체 관련주
1. 서남 - 초전도체 소재 전문기업
2. 모비스 - 저온유지모듈 사업
3. 원익피앤이 - 초전도체, 플라즈마
4. 자이글 - 배터리 셀
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