[이달의 과학기술자상] 초전도체란

전기흐를때 저항 전혀없는 물질'신비의 물질'로 불리는 초전도체는 전기가 흐를 때 저항이 전혀 없는 물질을 말한다.

1911년 네덜란드 물리학자 오네스가 초전도체를 처음 발견한 이후 지금까지 금속, 유기물질, 세라믹 등에서 1,000종이상 발견됐다. 그러나 실용화된 것은 니오브-티탄 합금과 니오브-주석 합금 등 5~6종에 불과하다.

초전도 현상은 매우 낮은 온도에서만 일어나므로 냉각비용이 엄청나게 들어 경제성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 그래서 학자들은 고온 초전도체 발견에 매달려온 것이다.

초전도체는 응용분야가 무궁무진해서 잘 활용하면 '새로운 산업혁명'을 주도할수 있을 것으로 기대된다.

의학적으로는 자기공명현상을 이용해서 뇌의 내부구조를 알아내는데 초전도자석이 쓰여왔다. MRI방법은 뇌의 내부를 직접 관찰하거나 X-선을 사용하지 않으므로 뇌의 내부에 상처를 입히지 않아도 된다. 이때 강력한 자석이 필요한데 이를 위해 초전도 전선 내부에 강력한 전류를 흘려 사용한다.

현재까지는 액체헬륨으로 초전도 전선을 냉각시키고 있지만 고온초전도체를 사용하면 그 냉매로 액체질소를 이용할수 있어 상당히 적은 비용으로도 MRI를 가동시킬수 있다.

또 대중교통 수단에도 긴요하게 쓰인다. 전자석을 이용한 현재의 자기부상열차는 1cm정도 뜨는데 비해 초전도를 이용하면 10cm정도 부상할수 있어 시속 500km까지 속도를 낼수 있다.

서울과 부산을 40분만에 주파하는 자기부상열차를 만들수 있고 선박에도 조전도체를 이용해 매우 빠른 속도로 운항할수 있다.

전선에도 응용된다. 이 기술을 이용하면 서울시에서 사용하는 전류를 지름 5cm의 초전도 전선으로 실어 운반할수 있다.