불과 2년 전, 과학계는 상온 초전도성을 달성할 수 있는 물질의 발견에 놀랐습니다. 이제 라스베거스 네바다 대학교(UNLV)의 물리학자 팀이 사상 최저 압력에서 위업을 재현하여 난이도를 다시 높였습니다.

 

 

특히 이는 과학이 언젠가 에너지 운송 방식에 혁명을 일으킬 수 있는 사용 가능하고 복제 가능한 물질에 그 어느 때보다 가까워졌다는 것을 의미합니다.

 

실온 초전도성은 UNLV 물리학자 Ashkan Salamat와 로체스터 대학의 물리학자인 동료 Ranga Dias에 의해 처음 발견되었습니다. 이 업적을 달성하기 위해 그들은 먼저 화학적 방법을 사용하여 탄소, 황, 수소의 혼합물을 금속 상태로 합성한 다음 극도로 높은 압력(267기가파스칼)을 사용하여 이를 상온 초전도 상태로 합성했습니다. 지구에서 발견되며, 중심 근처의 자연에서만 발견됩니다.

 

2년이 채 안 되어 연구자들은 이제 원래 보고된 압력의 약 1/3인 91 GPa로 이 위업을 달성할 수 있습니다. 이번 연구 결과는 케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications) 이번 달 호에 사전 기사로 게재됐다.

 

슈퍼 발견

 

원래의 돌파구에 사용된 탄소, 황, 수소의 구성을 세부적으로 조정함으로써 연구자들은 이제 초전도 상태를 유지하는 낮은 압력에서 물질을 생산할 수 있습니다.

 

"이것은 실험실 밖에서 이해하고 평가하기 어려운 압력이지만, 우리의 현재 궤적은 우리의 궁극적인 목표인 지속적인 낮은 압력에서 상대적으로 높은 초전도 온도를 달성하는 것이 가능할 수 있음을 시사합니다." 사회의 요구에 유익한 장치를 만들고 싶다면 이를 만드는 데 필요한 스트레스를 줄여야 합니다."라고 UNLV 네바다 극한 조건 연구소(NEXCL)의 대학원생 연구원인 주저자 그레고리 알렉산더 스미스(Gregory Alexander Smith)는 말했습니다.

 

비록 압력이 여전히 매우 높음에도 불구하고(태평양의 마리아나 해구 바닥에서 경험하는 것보다 약 1000배 더 높음) 그들은 계속해서 거의 0에 가까운 경주를 하고 있습니다. 연구자들이 물질을 구성하는 탄소, 황, 수소 간의 화학적 관계를 더 잘 이해함에 따라 UNLV에서는 이러한 경쟁이 기하급수적으로 증가하고 있습니다.

 

살라마트 박사는 “탄소와 황의 관계에 대한 우리의 이해는 빠르게 발전하고 있으며 처음에 관찰된 것과는 훨씬 더 효율적이고 다른 반응을 일으키는 비율을 찾고 있다”며 “이러한 다른 현상은 유사한 시스템에서 관찰됐다”고 말했다. ." 는 대자연의 풍요로움을 보여준다. 아직 배울 것이 많고, 새로운 발전이 있을 때마다 우리는 일상적인 초전도 소자의 벼랑에 한 걸음 더 다가서게 된다." 연구하여 기여했습니다.

 

에너지 효율성의 성배

 

초전도성은 100여 년 전에 처음 관찰된 놀라운 현상이지만 매우 낮은 온도에서만 관찰되었으므로 실제 적용 가능성은 전혀 없습니다. 1960년대에 와서야 과학자들은 이러한 위업이 더 높은 온도에서 가능하다는 이론을 세웠습니다. Salamat와 동료들이 2020년에 발견한 상온 초전도체는 과학계를 흥분시켰습니다. 부분적으로는 이 기술이 저항이 0인 전류량을 지원하기 때문입니다. 즉, 회로를 통한 에너지는 전력 손실 없이 무한히 전도될 수 있다는 의미입니다. 이는 에너지 저장 및 전송에 큰 영향을 미칠 수 있으며 더 나은 휴대폰 배터리부터 보다 효율적인 에너지 그리드에 이르기까지 모든 것을 지원할 수 있습니다.

 

Salamat는 "현재 기술의 비효율성으로 인해 미국 에너지 그리드가 매년 약 300억 달러의 손실을 입는다는 사실로 인해 비용이 증가하는 등 글로벌 에너지 위기가 둔화될 조짐을 보이지 않습니다."라고 말했습니다. "사회 변화를 위해서는 사회 변화가 필요합니다. 기술로 앞서가는 것, 그리고 오늘 일어나고 있는 일이 내일의 솔루션의 최전선에 있다고 믿습니다.”

 

Salamat에 따르면 초전도체의 특성은 미국과 다른 국가의 에너지 인프라를 근본적으로 변화시킬 수 있는 차세대 재료를 가능하게 할 수 있습니다.

 

"네바다에서 에너지를 활용하여 에너지 손실 없이 전국으로 보내는 것을 상상해 보십시오. 언젠가는 이 기술이 이를 가능하게 할 것입니다."라고 그는 말했습니다.