실온에서 초전도 발생시키는데 성공했다

초전도는 특정 금속이나 화합물을 냉각했을 때 해당 물질의 전기 저항이 제로가 되는 현상이다. 초전도가 발견된 1911년 이후 초전도는 저온에서 발생하는 것으로 영하 23도 환경에서 발생했다. 하지만 미국 로체스터대학 연구팀에 의해 초전도가 실온에서도 발생하는 것으로 밝혀졌다.

연구팀이 발표한 연구에선 15도 실내 온도에서 상온 초전도 실험에 성공했다는 것. 이 발견 이전에는 황화수소와 란탄 수소화물(lanthanum hydride) 등 화합물에서 초전도 발생 온도를 높여 영하 23도에서 초전도에 성공한 란탄 수소화물에서 170GPa 초고압 하에 초전도가 되는 걸 발견했다. 높은 온도에서 초전도가 되기 쉬운 일반적 원자는 자연계에서 가장 가벼운 원소인 수소였다.

연구팀은 저온이 아닌 환경에서 초전도를 실현하려면 강력한 화학 결합과 가벼운 원자가 필요했다고 강력한 결합 중 하나는 수소 결합이며 가장 가벼운 수소라고 밝혔다. 하지만 가스로 수소는 절연체이며 초전도 물질로 하려면 고압 하에서 고체화해야 한다. 연구팀은 수소와 탄소, 유황을 합성한 탄소질 수소화 유황(Carbonaceous sulphur hydride)으로 실험을 진행하고 15도, 압력 270GPa 환경에서 초전도 상태를 실현할 수 있다는 걸 발견했다.

연구팀은 초전도와 같은 뛰어난 성질을 가진 물질은 저온이라는 제약이 있었지만 이번 발견은 저온이라는 장벽을 깨고 많은 잠재적 응용의 기회를 제공할 것이라고 설명했다. 다만 상온 초전도가 발생하는 물질 크기는 25∼35마이크로미터로 작은 초전도가 발생한 압력도 매우 높아 이번 발견을 실용 가능한 기술로 사용하기까지는 오랜 시간이 걸릴 전망이다. 연구팀은 다음 연구 과제로 물질 성분을 조정해 필요한 압력을 감소시키는 것이라고 밝히고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.