마법 같은 물질, 초전도체가 여는 미래의 문

전기가 흐르는데 저항이 ‘0’? 상상이 현실이 되다

전기가 흐르면 열이 발생하고, 그만큼 에너지가 손실됩니다. 하지만 이 법칙을 거스르는 물질이 있습니다. 바로 ‘초전도체’입니다. 특정 온도 이하에서 전기 저항이 완전히 사라지는 이 신비한 물질은 우리가 알고 있는 물리 법칙의 경계를 넘어섭니다. 이 기술이 상용화되면, 우리의 삶은 완전히 달라질 수도 있습니다.

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🧪 ① 초전도체란 무엇인가요?

초전도체(superconductor)는 말 그대로 ‘초(超)’—보통을 뛰어넘는 전도체를 뜻합니다. 일반적으로 금속이나 전선에 전류를 흐르게 하면 저항이 생겨 에너지가 열로 소모되는데, 초전도체는 특정한 낮은 온도(‘임계 온도’)에 도달하면 전기 저항이 ‘완전히 0’이 됩니다. 이 상태에서는 전류가 끊임없이 순환하며 에너지 손실이 전혀 없습니다. 이 현상은 1911년 네덜란드의 물리학자 카메를링 오네스가 처음 발견했습니다.

 

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🧲 ② 공중부양? 자석과의 환상적인 만남

초전도체가 단순히 전기를 잘 통하게만 해주는 게 아닙니다. 초전도 상태에서는 ‘마이스너 효과’라는 현상이 발생해 자석이 공중에 뜨게 됩니다. 이를 활용해 만든 것이 바로 ‘자기부상열차(마그레브)’입니다. 초전도체는 자석의 자기장을 물리치고 안정적으로 공중에 띄울 수 있어 마찰 없는 초고속 이동이 가능하게 됩니다. 한국, 일본, 독일 등이 이 기술에 깊은 관심을 가지고 연구 중입니다.

 

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💡 ③ 미래를 바꿀 잠재력

초전도체는 단지 과학자의 연구 소재에 그치지 않습니다. 전력 전송, MRI 같은 의료기기, 양자컴퓨터, 에너지 저장장치 등 다양한 산업에서 혁신을 이끌 핵심 기술입니다. 특히 전력 손실이 없는 송전이 가능해진다면, 에너지 효율이 비약적으로 높아지고 탄소 배출도 크게 줄일 수 있습니다. 다만 문제는 대부분의 초전도체가 영하 100도 이하의 극저온에서만 작동한다는 점입니다.

 

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🔍 ④ 고온 초전도체와 그 가능성

최근에는 상온에 가까운 온도에서도 작동하는 고온 초전도체에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 특히 2023년에는 한국 연구진이 ‘LK-99’라는 물질을 통해 상온·상압 초전도체 가능성을 제시하며 전 세계 과학계를 들썩이게 했습니다. 완전한 검증은 아직 이루어지지 않았지만, 그 시도 자체가 많은 기대를 모았고, 초전도체 상용화 시대가 생각보다 가까울 수 있다는 희망을 남겼습니다.