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'티타늄·황 나노리본', 꿈의 에너지 혁명 이끌 초전도체 '열쇠' 될까

UAE 샤르자대 연구팀, 압축 시 에너지 손실 없는 전기 전도 현상 발견
에너지 혁신 이끌 초전도체 개발 기대감 고조

이태준 기자

기사입력 : 2024-06-11 06:46

아랍에미리트(UAE) 샤르자 대학교 연구팀이 티타늄(Ti)과 황(S)으로 구성된 나노리본을 압축하면 초전도 현상이 나타난다는 획기적인 연구 결과를 발표했다고  10일(현지시각) 과학뉴스 웹사이트 PHYS가 보도했다. 사진=이미지 크리에이터이미지 확대보기
아랍에미리트(UAE) 샤르자 대학교 연구팀이 티타늄(Ti)과 황(S)으로 구성된 나노리본을 압축하면 초전도 현상이 나타난다는 획기적인 연구 결과를 발표했다고 10일(현지시각) 과학뉴스 웹사이트 PHYS가 보도했다. 사진=이미지 크리에이터
최근 과학계는 에너지 손실 없이 전기를 전송할 수 있는 꿈의 물질 '초전도체' 개발에 대한 기대감으로 뜨겁다.

아랍에미리트(UAE) 샤르자 대학교 연구팀이 티타늄(Ti)과 황(S)으로 구성된 나노리본을 압축하면 초전도 현상이 나타난다는 획기적인 연구 결과를 발표했기 때문이다. 이번 연구는 세계적인 학술지 나노 레터스(Nano Letters)에 게재되며 학계의 큰 주목을 받았다.

티타늄-황 나노리본, 압축 통해 '절연체'에서 '초전도체'로 변신


10일(현지시각) 과학뉴스 웹사이트 PHYS에 따르면 연구팀은 티타늄-황 나노리본(TiS₃)에 압력을 가하면 물질의 전기적 특성이 극적으로 변화하는 현상을 발견했다. 특정 압력 조건에서 TiS₃ 나노리본은 전기를 거의 통과시키지 않는 절연체에서 전기 저항이 사라지는 초전도체로 변화했다. 이는 TiS₃ 물질이 에너지 손실 없이 전기를 전송하는 초전도체로 활용될 수 있다는 가능성을 보여준다.

초전도 현상은 특정 온도 이하에서 전기 저항이 완전히 사라지는 현상으로, 에너지 손실 없이 전기를 전송할 수 있는 혁신적인 기술의 핵심이다. 하지만 현재까지 발견된 초전도체는 극저온이나 초고압 환경에서만 구현 가능해 실용화에 어려움을 겪어왔다. 이번 연구는 비교적 간단한 압축 방식으로 초전도 현상을 유도할 수 있다는 점에서 큰 의미를 지닌다.

에너지 혁명 이끌 초전도체, 꿈은 현실이 될까?


초전도체는 전력 손실을 획기적으로 줄여 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 꿈의 물질이다. 초전도 케이블을 사용하면 발전소에서 가정까지 전기를 손실 없이 전달할 수 있으며, 전력망 안정성을 높이고 송전 시스템의 효율성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 또한 초전도체는 자기 부상 열차, MRI 등 다양한 첨단 기술 분야에도 활용될 수 있다.
이번 연구는 초전도체 상용화의 새로운 가능성을 제시했다는 점에서 학계와 산업계의 큰 기대를 모으고 있다. 연구팀은 TiS₃ 나노리본 외에도 다양한 물질에 대한 연구를 지속하며, 더 높은 온도에서 작동하는 실용적인 초전도체 개발에 박차를 가할 계획이다.

국제 협력 연구 성과...재료과학 발전 기여


이번 연구는 샤르자 대학교 연구팀을 주축으로 스웨덴, 중국, 러시아 과학자들이 참여한 국제 공동 연구로 진행됐다. 다양한 분야 전문가들의 협력을 통해 이뤄낸 이번 성과는 재료과학 분야의 발전에 크게 기여할 것으로 평가받는다.

연구팀은 "이번 연구는 초전도 현상에 대한 이해를 넓히는 중요한 발걸음이며, 앞으로 더욱 심층적인 연구를 통해 초전도체 상용화를 앞당기는 데 기여할 것"이라고 밝혔다. 또한 "국제 협력을 통해 이룬 이번 성과는 과학기술 발전을 위한 협력의 중요성을 다시 한번 보여주는 사례"라고 강조했다.

풀어야 할 과제와 미래 전망


하지만 아직 넘어야 할 산은 많다. 연구팀은 TiS₃ 나노리본의 초전도 현상 발현 메커니즘을 정확히 규명하고, 더 높은 온도에서 초전도성을 유지할 수 있는 조건을 찾는 것이 중요하다고 말한다. 또한 실제 응용 분야에 적용하기 위해서는 대량 생산 기술 개발 등 해결해야 할 과제가 남아있다.

그럼에도 불구하고 이번 연구는 초전도체 상용화를 향한 중요한 발판을 마련했다는 평가를 받는다. 에너지 손실 없는 전력 전송 시대를 열어갈 초전도체 개발은 인류의 지속 가능한 발전을 위한 핵심 과제 중 하나다. 티타늄-황 나노리본이 이러한 꿈을 현실로 만들어 줄 열쇠가 될 수 있을지, 과학계의 이목이 집중되고 있다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com
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