초전도체는 일반적인 전기전도체와는 달리, 전류의 저항이 거의 없는 물질로, 굉장히 빠른 전류를 흘려보낼 수 있습니다. 초전도체가 무엇이고 어디에 사용되는가에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
초전도체는 무엇인가?
전기저항이 0인 물질입니다. 그래서 자기 부상열차나 MRI 등과 같은 의료기기 분야에서도 많이 활용되고 있으며, 최근에는 전력손실 없이 대용량의 전류를 보낼 수 있다는 장점 덕분에 신재생에너지 저장장치로도 각광받고 있습니다.
초전도체는 어떻게 발견되었을까요?
초전도체는 1831년 네덜란드의 물리학자 시몬 스테빈(Simon Stevin)이 처음 발견했습니다. 당시엔 ‘마이스너 효과’라는 이름으로 불렸습니다. 마이스너 효과는 외부자기장을 걸어주면 물질의 일부가 영구자석처럼 자성을 띠는 현상입니다.. 이후 1911년 미국의 물리학자 어니스트 로렌스(Ernest Lawrence)가 수은-니켈 합금에서의 마이스너 효과를 관찰하면서 더욱 자세하게 연구되었습니다. 그리고 마침내 1913년 영국의 물리학자 J. B. 톰슨(Joseph John Thomson)이 니트로셀룰로오스 결정 내 구리 원자 주위에 형성된 초전도체 입자들을 발견함으로써 초전도체의 존재가 확실해졌습니다.
초전도체는 왜 저항이 0인가요?
초전도체는 액체질소 온도 이하에서만 나타나는 특이한 현상입니다. 이때 금속 내부에서는 전자들이 특정한 방향으로만 이동하게 되는데, 이를 초전도 상태라고 합니다. 즉, 초전도체는 어떤 물체 안에 존재하는 전자들이 특정한 방향으로만 움직이게 되고, 다른 방향으로는 움직이지 않는 특성을 가지고 있어서 저항이 0이 되는 겁니다.
초전도체는 어디에 쓰일까요?
초전도체는 현재 많은 곳에서 이용되고 있습니다. 먼저 대표적으로 자석 위에 띄울 수 있는 자기 부상열차가 있죠. 또한 고온 초전도체는 핵융합발전용 토카막 장치 냉각재로 쓰이고 있고, 저온초전도체는 극저온 환경에서 쓰이는 MRI 장비 및 각종 의료장비에 널리 쓰입니다. 이외에도 항공우주산업, 반도체 산업, 에너지 산업 등 다양한 분야에서 응용되고 있습니다.
지금까지 초전도체에 대해 알아보았는데요, 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는 물건 중에도 초전도체가 숨어있다는 사실 알고 계셨나요? 앞으로의 과학기술 발전 속에서 초전도체가 어떠한 모습으로 나타날지 기대됩니다.