시총 1조원 초전도체주 테마주에 종목이 탄생했다. 신성델타테크(065350)는 시가총액은 1조993억원을 기록하며 ‘1조 클럽’에 이름을 올리게 됐다.
국내 연구진이 개발한 상온 초전도체 LK-99 에 대한 국내외 과학계의 갑론을박이 이어지는 가운데 한국표준과학연구원이 이달 초 LK-99 검증을 위한 태스크포스(TF)를 구성해 샘플 합성에 들어갔다고한다.
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1. 초전도체란 무엇인가?
초전도체는 전기적으로 연결된 금속이 극저온환경(일반적으로 0도 켈빈 근처)에 놓였을 때, 전류가 흐를 때 전기저항이 사라지는 자성물질입니다. 영어로는 "superconducting material"로도 불리며, 매우 낮은 온도에서만 작동할 수 있습니다. 초전도체는 수은, 납, 납-비스무트 합금 등의 금속으로 제작됩니다.
초전도체는 전자의 연결재로서 고전도성을 가지고 있으나, 전기저항이 전혀 없기 때문에 전기를 매우 효율적으로 전달할 수 있습니다. 이것은 초전도체를 일종의 "전기저항 없는 전선"으로 만듭니다. 초전도체의 특성 때문에, 고속열분석, 발전기, 전기 모터, 자기공명영상장치(MRI) 등의 분야에서 응용됩니다.
초전도체(超傳導體, superconductor)는 전도체로서, 전기 저항이 0Ω이 되는 초전도 현상과 마이스너 효과(반자성)가 일어나는 물질을 가리킨다. 마이스너 효과 없이 초전도 현상만 있는 것은 '완전도체' 내지 바일 금속이라고 한다. 마이스너 효과가 없으면 자기력을 이용한 기술에는 사용이 어렵다.
2. 초전도체의 특성과 활용 분야
초전도체는 고전기적 안정성과 높은 전류 밀도를 가지고 있습니다. 따라서, 초전도체를 이용한 고에너지 입체 가속기를 제작하여 미래의 핵실험에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
또한, 초전도체는 전기저항이 전혀 없기 때문에 전류를 운반할 때 에너지가 거의 소비되지 않습니다. 이는 초전도체가 매우 낮은 온도에서만 작동할 수 있다는 제한이 있지만, 전력 손실이 매우 적게 일어나는 초전도체 전력전송선을 개발하는 연구가 진행 중입니다.
이 외에도, 초전도체는 자기 공명영상(MRI) 장치에서 사용됩니다. MRI는 분자 구조나 조직학적인 정보를 기반으로 한 체 내 구조를 매우 정밀하게 촬영하는데 초전도체가 사용됩니다. 타원형 초전도체 코일을 사용하여 강한 자기장을 생성하고, 예민한 광견인압감지기(SQUID)를 사용하여 극편화된 차단구름을 감지하여 영상을 만들어냅니다.
3. 초전도체 제작과 과학적 응용
초전도체를 만들기 위해서는 높은 압력에서 이온이 상호작용하여 금속 입자들이 생성되도록 조건을 제어합니다. 이를 통하여 초전도면을 만듭니다. 초전도체에서의 이온간 범위가 느슨하므로 이것이 초전도체의 특성 중 하나면서, 초전도체를 이용한 물질 연구나 다양한 분석들이 이루어지고 있습니다.
또한, 초전도체를 이용한 장치들은 극저온 환경에서 작동해야 합니다. 따라서 최근 연구는 초전도 특성을 나타내는 물질을 찾는 것 뿐만 아니라, 그 물질을 보다 적극적으로 활용하기 위한 기술 연구도 같이 진행되고 있습니다. 이를 통해 좀 더 낮은 온도에서도 초전도체의 특성을 나타낼 수 있는 방법이 개발될 것으로 기대됩니다.
이러한 초전도체의 과학적 활용 연구는 물리학, 공학 및 선형대수학 등 다양한 분야에서 이루어지고 있습니다. 더 나아가, 일상생활에서도 전기의 소비를 줄여 환경보호와 에너지 절약을 위한 과학기술적 연구도 이루어질 것으로 예상됩니다.
초전도체는 현재 과학기술 발전의 중심을 이루고 있는 분야 중 하나입니다. 초전도체 재료의 발견과 관련하여 많은 연구가 진행되어 오고 있고, 이러한 연구를 바탕으로 초전도체가 보다 다양한 분야에서 활용되어 갈 것입니다.
한편으로 초전도체를 다루는 것은 어렵고 자원의 부족, 제작의 취약성, 극저온용 어려움 등의 문제가 있고 열응용에서의 적용이 쉽지 않으나, 초전도체의 높은 전기 전도성과 저전력 소비를 적용한 연구를 통해 더욱 발전될 것으로 보입니다.
벤처기업 퀀텀에너지가 개발한 ‘LK-99’라는 ‘상온 초전도체 테마주에 대해 여전히 불안한 시선과 ‘LK-99’의 정체를 두고 여전히 논쟁이 한창이다.
이 때문에 상온 초전도체 관련 소식이 전해질 때마다 관련 종목의 주가는 하루에도 상한가와 하한가를 오갈 만큼 큰 변동성을 보일 정도다.
벤처기업 퀀텀에너지가 개발한 ‘LK-99’라는 ‘상온 초전도체는 물리학의 성배 해외서도 뜨거우며 사실이면 노벨상감이라고 합니다.