이번 가설 규명은 차세대 디스플레이ㆍ메모리, 광소자, 열감지 센서 등 광범위한 분야에 적용돼 약 1천억달러(한화 약 100조원)로 추정되는 세계시장을 선점할 수 있을 것으로 보인다.
한국전자통신연구원(ETRI) 기반기술연구소 김현탁 박사팀은 전자가 한 방향으로 흐르지 못해 전류가 통하지 않는 부도체(바나듐옥사이드)에 전압 충격을 가해 전류가 흐르도록 하는 ‘금속-절연체 전이(MIT)가설’을 세계 최초로 규명하는데 성공했다고 밝혔다.
ETRI는 `금속-절연체 전이이론' 규명에 따라 국내외에 16건의 핵심 원천특허를 출원, 이 중 3개가 등록되는 등 차세대 성장동력원으로 기능할 수 있을 것이라고 전망했다.
김 박사팀은 “모트 교수의 가설을 확인하기 위해 세계적으로 여러 차례 실험이 실시됐으나 전압의 세기 조절이 어렵고, 실험대상 부도체가 녹아내리는 등의 구조변화가 수반돼 실패했다”면서 그러나 “연구팀은 구조변화 없이 전압을 안정적으로 조절할 수 있는 이번 기술을 이론과 실험으로 완성하는 개가를 올렸다”고 설명했다.
고속열차 속도조절 트레이닝
250mph 속도를 자랑하는 신칸센의 최신모델. 이 열차에 있어 감속은 가속만큼이나 중요하다
1964년 도쿄 올림픽 당시 어떤 선수도 새로 개통된 신칸센만큼 주목을 받지 못했다. 단지 속도 문제는 차치하고라도 말이다. 일명 “탄환열차”라 불리는 신칸센은 개통 당시 도쿄와 오사카 사이를 시속 125 마일에 주파했다. 그 이후 열차의 속도를 둘러싼 각국의 경쟁은 계속돼 왔다.
프랑스의 TGV는 최고속도 218 mph로 정상을 차지해 왔으나 이제 JR동일본의 패스트텍 360(Fastech 360)이 철도계의 제시 오웬스로 부상할 준비를 하고 있다. JR동일본이 내놓은 8량짜리 신규 시범모델인 패스트텍 360은 지난 여름 센다이에서 키타카미 역까지 첫 시험주행을 마쳤다. 이 열차는 최고 250 mph의 속도를 구현할 수 있으며 도쿄에서 아오모리까지 매일 223 mph의 속도로 승객을 수송할 수 있을 것으로 기대된다.
이와 같은 성능 개선은 주로 한층 강화된 공기역학적 특성과 가공(架空)전력선과의 연결 효율성 증대에 기인한다. 하지만 일반 프로펠러 비행기보다 빠른 속도로 열차를 움직일 수 있게 된 데에는 마찬가지로 안전과 승차감 측면의 기술혁신도 깊은 상관관계를 갖고 있다.
이러한 기술혁신 중 가장 두드러진 부분은 첨형(尖形) 스포일러다. 이 첨형 스포일러는 각 차량의 지붕 밖으로 회전되며 나와 위급상황 시 열차를 급히 감속시키는 역할을 하게 된다. 이 밖에 보다 세밀한 안전장치를 살펴보자면 차량 밑에 눈 쌓임을 방지하는 히터를 들 수 있다. 또한 승차감 향상을 위해 열차의 코너링 시 차량들이 안쪽으로 기울어지도록 설계함으로써 구심력의 영향을 덜 받도록 안배하기도 했다.
JR동일본의 대변인 쿠보타 슈지는 앞으로 이 모든 장치를 개발하는 데에 상당시간이 소요될 것이라고 언급했다. 이처럼 혁신적인 설계의 경우 열차의 유지방법 개발만도 어려운 일이라는 게 쿠보타의 논평이다. 다시 말해 이처럼 빠른 열차가 등장하기까지 아직 시간이 꽤 걸릴 거라는 뜻이다. 새로운 신칸센은 아무리 빨라도 오는 2011년이나 돼야 선보일 것으로 예상된다.
| 스포일러 지진이나 이와 유사한 위급사태 발생 시 두 개의 스포일러가 각 차량의 지붕에서 밖으로 미끄러져 나와 공기저항을 이용해 열차를 감속시킨다. 열차에 최초로 이용된 이 스포일러 장치는 압축공기를 이용해 자동 작동되며 기존 열차들에서 그러하듯 브레이크와 함께 열차의 급정거를 유도한다. 운동력 현재의 탄환열차 차량에는 두 대의 집전기가 사용된다. 집전기란 가공전력선으로부터 전력을 전달 받는 기다란 장대를 가리킨다. 하나는 차량 앞에, 다른 하나는 뒷부분에 장착된다. 패스트텍의 각 차량에는 경량의 소음 차단형 집전기가 하나씩만 사용되는데 집전기능의 효율성을 높이도록 설계됐다. 공기역학적 설계 머리부분 하나는 뾰족하게, 다른 하나는 부드러운 곡선으로 형태가 각기 다른 두 개의 앞머리부분 설계를 위해 컴퓨터 시뮬레이션이 동원됐다. 각 머리 부분은 터널 안에서의 시끄러운 미기압파를 감소시킬 뿐 아니라 높은 속도에서 공기항력을 줄일 수 있도록 최적 설계된다. 머리 부분의 길이는 52피트로 세계에서 가장 길다. 추가 테스트를 통해 어떤 디자인이 더 우수한지 판가름하게 될 것이다. 차량 각 차량마다 액티브 서스펜션이 장착된다. 전자기장이 차량의 진동을 흡수하며 커브 시 기압에 의해 전 차량이 2도까지 안으로 기울어짐으로써 구심력의 영향을 완화시켜준다. |
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