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전력손실 없는 '고온 초전도체' 원리 풀어

이진호 서울대 교수 "고온 초전도 연구에 돌파구"

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 자기부상열차나 전력 손실이 없는 송전설비 등에 활용할 수 있는 고온 초전도체의 작동 원리가 풀렸다.

초전도체는 특정 온도(임계온도) 이하에서 전기 저항이 사라지는 물질이다.

저항이 없으면 전력 손실 없이 전류가 계속 흐를 수 있어 초전도체는 '꿈의 물질'로 알려졌다.

하지만 초전도체는 영하 240도 정도의 낮은 온도에서만 저항이 사라져 산업적으로 활용하기에는 어려움이 있었다.

따라서 영상 25도에서도 초전도 현상을 보이는 등 임계온도가 높은 '고온 초전도체'를 개발하려는 연구가 활발히 진행 중이다.

이진호 IBS 강상관계물질연구단 연구위원.

기초과학연구원(IBS)은 이진호 강상관계물질연구단 연구위원(서울대 물리천문학부 교수)팀이 미국 코넬대 연구진과 함께 새 실험기법을 개발해 초전도체의 임계 온도를 높이는 핵심 원리를 찾아냈다고 14일 밝혔다.

주사터널링현미경(STM)으로 임계온도가 영하 180도 정도인 고온 초전도체 속 전자의 분포를 실제로 측정하는데 성공한 것이다.

초전도체 속 전자는 다른 물질과 두 개가 쌍을 이루는 '쿠퍼쌍' 형태로 이동한다.

영하 240도 이하에서 초전도 현상을 보이는 저온 초전도체의 경우 쿠퍼쌍이 균일하게 분포한다.

반면 임계온도가 영하 180도 정도로 높은 고온 초전도체에서는 쿠퍼쌍이 불균일하게 분포해 임계온도를 높인다는 사실을 실제로 확인한 것이다.

그동안 과학자들은 고온 초전도체가 여러 원자로 구성되는 등 구조가 복잡해 원리를 규명하는데 어려움을 겪었다.

이 연구위원은 "쿠퍼쌍을 직접 측정하는 새로운 실험 기법을 개발해 고온 초전도 연구에 돌파구를 제시했다"며 "고온 초전도 현상을 더 잘 이해하게 된다면 더 높은 임계온도를 갖는 상온 초전도체를 찾고, 이를 이용한 자기부상 설비와 전력손실이 없는 송전설비 등이 가능해질 것"이라고 밝혔다.

연구결과는 '네이처'(Nature) 14일 온라인판에 실렸다.

sun@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2016/04/14 02:00 송고

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