<클릭 사이언스>(3)초전도체

　지난 14일 포항공대 물리학과 이성익 교수와 강원남 교수팀은 마그네슘(Mg)과 붕소(B) 화합물을 이용해 초전도 기능을 지닌 이붕소화마그네슘(MGB₂)박막을 제조하는 데 성공했다고 밝혀 또 한번 초전도에 관심이 쏠리고 있다.

　초전도란 어떤 금속이나 합금을 절대영도(OK=-273℃) 가까이 냉각했을 때 전기저항이 갑자기 소멸해 전류가 아무런 장애 없이 흐르는 현상을 말한다.

　따라서 에너지의 손실 없이도 많은 전류가 흐를 수 있는 초전도 전선이나 박막이 실용화되면 핵자기공명영상장치(MRI)나 자기부상열차 등에 필수적인 강한 자기장을 쉽게 만들 수 있다.

　현재 알려져 있는 초전도체는 니오브·바나듐과 같은 원소를 함유하는 합금 또는 금속화화합물이다.

　80년대까지의 이론으로는 영하 230도(30K) 이상에서는 초전도체가 존재할 수 없었다.

　하지만 86년 IBM 취리히 연구소의 뮐러와 베드노르츠가 바륨·란탄·구리를 섞어서 구운 세라믹이 30K에서 초전도체가 된다는 사실을 발견했으며 87년에는 미국 등지에서 바륨·이트륨·구리의 산화물이 90K에서 초전도체가 된다는 사실을 발견했다. 최근에는 타륨계 산화물이 125K에서 초전도체가 된다는 사실이 발표되기도 했다.

　하지만 이러한 대부분의 고온 초전도체는 중대한 결점을 갖고 있다. 이 초전도체들은 금속산화물로 이루어져 있어 세라믹처럼 알갱이 상태이므로 부서지기 쉽다. 그래서 전선이나 다른 실제적인 재료로 만들어지기 어려웠고 응용가능성이 제한받았다.

　이에 반해 이붕소화마그네슘은 초전도체로는 그다지 높은 온도는 아니지만 지금까지 발견된 초전도 물질 중 가장 많은 전류를 흘려보낼 수 있고 원료를 쉽게 구할 수 있으며 전선이나 박막으로 쉽게 가공할 수 있다.

　이 재료가 초전도 현상을 일으킨다는 사실은 일본 아키미쓰 준 박사 연구팀이 처음 발견했으며 절대온도보다 높은 39K(영하 234도)에서 초전도 현상을 일으킨다는 사실을 밝혀냈다.

　특히 미국 아이오와주립대 물리학과 페트로빅 교수팀은 이붕소화마그네슘으로 머리카락 굵기와 비슷한 직경 160㎛의 초전도 전선을 뽑아냈다고 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최근호에 보고했다.

　이 재료가 본격적으로 채택될 경우 초전도체는 무선통신기지국은 물론 위성간 장거리 통신 구축망의 핵심부품으로 쓰이는 등 다양한 분야에 응용될 것으로 예상되고 있다.

　

　<관련사이트>

　해외

　사이언스 http://www.sciencemag.org.

　슈퍼컨덕터 http://www.superconductors.org

　국내

　한국초전도학회 http://kss.super.or.kr

　포항공대 http://www.psc.postech.ac.kr

　한국전기연구소 초전도 초전도응용연구그룹 http://keriasl.rosy.net

　<권상희기자 shkwon@etnews.co.kr>