재료 과학
압력 퀜칭이 초전도체 기록을 깬 방법
재료 과학 분야에서 주목할 만하고 긍정적인 발전1으로, 휴스턴 대학교(UoH) 연구원들은 초전도 분야에서 오랫동안 유지돼 온 기록을 깨뜨렸습니다. 2026년 3월 19일, 물리학자 추칭우와 등량지 교수팀이2 대기압에서 151 K(-122°C)의 기록적인 온도에서 초전도성을 달성했다고 발표했습니다. 이 성과는 단순한 수치상의 이정표가 아니라, 물리학의 “성배”라 불리는 실온 및 정상 대기 조건에서의 전기 저항 제로 달성에 대한 과학자들의 접근 방식에 근본적인 변화를 의미합니다.
압력 퀜칭이라는 정교한 기술을 활용함으로써—인공 다이아몬드 제작에 사용되는 과정과 유사한—팀은 압력이 해제되는 순간 사라지는 고압 전자 상태를 “고정”하는 데 성공했습니다. 이 돌파구는 새로운 기술 혁명을 촉발할 초전도 분야의 진전에 크게 다가가게 하며, 전 세계 전력망부터 현대 데이터 센터의 효율성까지 모든 것을 변혁시킬 가능성을 열어줍니다.
정의: Pressure Quenching
압력 퀜칭은 재료를 극한 압력에 노출시켜 특성을 향상시킨 뒤 압력이 제거되기 전에 급속히 냉각시키는 안정화 기술입니다. 이 과정은 재료의 원자를 고성능 배열 상태로 “동결”시켜, 정상 실내 압력으로 돌아가도 초전도성 같은 우수한 특성을 유지할 수 있게 합니다.
왜 이것이 중요한지 이해하려면 사용된 재료의 역사적 맥락을 살펴보세요: 수은 기반 구리산화물인 Hg1223입니다. 1993년 이후 이 물질은 대기압에서 133 K(-140°C)라는 기록을 유지해 왔습니다. 휴스턴 팀이 이 한계를 18 켈빈 올려 151 K로 만든 것은 알려진 재료들의 한계가 아직 도달하지 않았음을 보여줍니다. 이러한 비전통적 접근법은 최근 발견된 MIT 매직 앵글 그래핀 연구와도 유사한데, 원자 구조를 조작해 이전에는 불가능해 보였던 제로 저항 상태를 유도합니다.
The Mechanics of Zero Resistance and Ambient Pressure
초전도성은 격자 내에서 원자와 충돌하지 않고 이동할 수 있는 연약한 전자쌍이 형성되는 데 의존합니다. 이러한 전자쌍이 충돌하면 열과 에너지 손실이 발생합니다. 일반적으로 열이나 “진동”이 전자쌍을 깨뜨립니다. 거대한 압력을 가하면 원자를 더 가깝게 압축해 전자쌍을 강화할 수 있지만, 압력이 해제되는 순간 이 상태는 거의 항상 사라집니다. UoH가 대기압에서도 이러한 특성을 유지한 성공은 상용화에 가장 큰 장벽 중 하나였던 거대하고 비싼 다이아몬드 앤빌 셀의 필요성을 없앱니다.
이러한 발전은 과학계가 다양한 “비전통적” 초전도체를 탐구하고 있는 시점에 이루어졌습니다. 세계가 잠시 LK-99 초전도체 주장에 매료되었지만, 현재 Hg1223에 대한 연구는 재현 가능하고 동료 검토된 경로를 제시합니다. 또한 꼬인 이중층 WSe2에서의 초전도성과 같은 새로운 메커니즘의 발견은 우리가 특정 전자 환경에 맞게 재료를 정밀하게 설계할 수 있는 시대에 진입하고 있음을 시사합니다.
The Shift Toward Practical Systems
대기압 작동으로의 전환은 산업 R&D에 혁신을 가져옵니다. 재료가 정상 조건에서 안정적이면 특수 고압 장비가 아닌 일반 실험실 도구로 연구 및 제조가 가능합니다. 이러한 발견과 적용 사이의 피드백 루프 가속은 차세대 에너지 효율 하드웨어를 만드는 데 필수적입니다. 우리는 구리 없는 고온 초전도체를 찾는 추세와도 병행하고 있으며, 목표는 더 풍부하고 가공이 쉬운, 극한 환경을 필요로 하지 않는 재료를 찾는 것입니다.
Chronicle of a Superconducting Milestone: Recent Timeline
Early 2026
UoH 팀은 Hg1223 실험을 시작했으며, 압력 유도 전자 구조가 실온 대기압에서 “퀜칭”되어 메타안정 상태가 될 수 있다는 가설에 집중했습니다.
2026년 2월
액체 질소 냉각과 압력 퀜칭을 결합한 초기 테스트는 유망한 결과를 보여주었으며, 압력 해제 후에도 전이 온도(Tc)가 상승된 상태를 유지함을 나타냈습니다.
2026년 3월 12일
연구원들은 대기압에서 151 K(-122°C)라는 기록적인 전이 온도를 확인했습니다. 이는 실온까지의 격차를 추가로 18도 좁혀, 실제 실온 작동을 위한 목표 온도인 약 140°C가 남게 됩니다.
2026년 3월 19일
이 연구 결과가 발표되었으며, 압력 퀜칭 순서를 구리산화물 및 기타 복합 산화물의 고Tc 상을 안정화하는 실현 가능한 경로로 상세히 설명했습니다.
Impact on Quantum Computing and Energy
이 기술 분야에 대한 함의는 잠재적으로 깊습니다. 양자 컴퓨팅 분야에서는 안정적인 큐비트를 찾기 위해 종종 트리플렛 초전도체 Nbre와 같은 이색적인 재료가 사용됩니다. 초전도성이 더 높은 온도와 낮은 압력으로 이동함에 따라 현재 수백만 달러에 달하는 거대한 “희석 냉각기”가 필요했던 양자 프로세서의 냉각 시스템이 크게 단순화될 수 있습니다.
컴퓨팅을 넘어 에너지 부문이 가장 큰 혜택을 받을 수 있습니다. 전체 전력 생산량의 약 5%~10%가 구리 전선으로 전송되는 동안 열로 손실됩니다. -122°C에서 작동하는 초전도 케이블은 여전히 냉각이 필요하지만, 절대 영도에 가까운 온도가 요구되는 케이블보다 훨씬 효율적이고 유지 관리가 용이합니다. 이 돌파구는 대륙을 가로질러 방대한 재생 에너지를 거의 손실 없이 전달할 수 있는 “슈퍼 그리드” 로드맵을 제공합니다.
Superconductivity Performance Comparison
| 재료/방법 | 전이 온도 (Tc) | 압력 요구사항 |
|---|---|---|
| 전통적인 Hg1223 (1993) | 133 K (-140°C) | 대기압 |
| 휴스턴 Hg1223 (2026) | 151 K (-122°C) | 대기압 |
| 압력 의존성 하이드라이드 | ~250 K (-23°C) | 극한 (>1.5M 대기압) |
| 실온 목표 | ~293 K (+20°C) | 대기압 |
The Investing Potential of Superconductivity
투자자에게 초전도성 시장은 전형적인 “프론티어” 기회를 의미합니다. 아직 실온 전자기기 세계까지 140도 정도 남아 있지만, 대기압으로의 전환은 기술이 순수 이론을 넘어 실제 엔지니어링으로 나아가고 있다는 명확한 신호입니다. 고급 냉각, 특수 세라믹, 그리고 자기공명영상(MRI) 분야에 관여하는 기업들이 이러한 기록적인 고온의 최초 수혜자입니다.
하지만 실제 가치는 압력 퀜칭과 같은 안정화 기술을 성공적으로 특허하고 규모화할 수 있는 기업에 있습니다. 이러한 재료가 더욱 견고해짐에 따라 현재 막대한 열 발생과 전력 소비에 어려움을 겪고 있는 AI 데이터 센터를 위한 “초전도체-서비스”가 급증할 것으로 예상됩니다. 전략 중심 투자자들은 점점 더 물질 과학 부문을 AI 혁명의 다음 주요 병목 현상으로 주목하고 있습니다. 컴퓨터가 제로 저항으로 작동한다면, 연산당 에너지 소비가 수 배 감소하여 현재 하드웨어는 증기 기관에 비유될 정도로 뒤처지게 됩니다.
궁극적으로, UoH의 연구는 진보를 위해 반드시 “새로운” 기적 재료가 필요하지 않으며, 종종 기존 재료의 숨겨진 잠재력을 영리한 엔지니어링을 통해 발휘할 수 있음을 증명합니다. 실온까지의 격차가 계속 줄어들면서 “공상 과학”과 “산업 현실” 사이의 경계가 점점 흐려지고 있습니다.
Spotlight: American Superconductor (AMSC)
AMSC는 “R&D” 단계를 넘어 현재 자체 특허인 Amperium 와이어—2세대 HTS 재료—를 실제 전력망 및 해양 응용 분야에 적용하고 있습니다. 이 작업은 AI 작업 부하가 전례 없는 전력 밀도를 요구하고 기존 구리 기반 인프라가 물리적 한계에 도달하고 있는 데이터 센터 급증과 특히 관련이 있습니다. AMSC의 초전도 케이블은 동일한 물리적 공간에서 기존 케이블보다 최대 10배의 전력을 전달할 수 있어, 현재 기술 부문이 직면한 “전력 병목 현상”에 대한 해결책을 제공합니다.
(AMSC )
또한 이 회사는 미국 해군과 선박 보호 시스템에 대한 중요한 계약을 체결했으며, 전력망 복원력 프로젝트의 핵심 기업이기도 합니다. 투자자에게 AMSC는 실험실 단계의 이정표에서 산업 규모 적용으로 전환하는 “순수 플레이”를 의미합니다. 압력 퀜칭 기술과 같은 돌파구가 생산 라인으로 이동함에 따라, AMSC와 같은 기업이 이러한 안정화된 고온 상을 차세대 탄소 중립 전력망 및 초고효율 군사 하드웨어에 통합할 가장 유력한 후보가 될 것입니다.
Latest American Superconductor (AMSC) Stock News
Reference:
1. Chu, C. W., & Deng, L. (2026). 압력 퀜칭을 통한 대기압에서의 HgBa2Ca2Cu3O8+δ 고온 초전도성 기록 달성. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2536178123
2. University of Houston. (2026, March 10). 물리학자들이 대기압에서 고온 초전도성 기록을 달성. Retrieved from https://www.uh.edu/news-events/stories/2026/march/03102026-ambient-pressure-superconductivity-record.php
