초전도체는 전기 저항이 완전히 0이 되는 물질을 말한다. 보통 전기 전도체는 전류가 흐를 때 저항에 의해 에너지를 소모하게 되지만, 초전도체는 특정 온도 이하로 냉각되면 저항 없이 전류를 흐르게 할 수 있다. 이 현상은 1911년 네덜란드의 물리학자 카멜링 오너스가 수은을 극저온(약 -269도)으로 냉각했을 때 처음 발견되었으며, 이후 다양한 물질에서 초전도 현상이 관찰되었다.
초전도체의 주요 특성 중 하나는 마이스너 효과이다. 이는 초전도체가 외부 자기장을 완전히 밀어내는 현상으로, 자기장이 물질 내부로 침투하지 못하게 막는다. 이 때문에 초전도체는 자석 위에 떠 있는 것처럼 보이는 자기 부상 현상을 만들어낼 수 있다. 이 원리를 이용하면 자기 부상 열차 같은 기술이 가능해진다.
초전도체는 크게 저온 초전도체와 고온 초전도체로 나뉜다. 저온 초전도체는 극저온 상태에서만 초전도 성질을 띠는 물질로, 매우 낮은 온도(대개 -200도 이하)에서 작동한다. 고온 초전도체는 비교적 높은 온도에서 초전도 현상을 보이는데, 이는 주로 세라믹 소재에서 발견된다. 고온 초전도체는 액체 질소(약 -196도) 정도의 온도에서도 초전도 특성을 유지할 수 있어 실용화 가능성이 높아졌다.
초전도체는 전력, 자기 부상, 의료, 전자기기 등 다양한 분야에서 잠재력을 가지고 있다. 예를 들어 초전도 전선을 이용하면 전력을 손실 없이 전송할 수 있어 전력망 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 MRI(자기 공명 영상 장치)에도 초전도체가 사용되며, 강력한 자기장을 생성해 신체 내부를 상세히 촬영할 수 있다.
그러나 초전도체를 상업적으로 널리 사용하기에는 몇 가지 어려움이 있다. 가장 큰 문제는 초전도 상태를 유지하는 데 필요한 매우 낮은 온도다. 초전도체가 상온에서 작동할 수 있다면 그 응용 범위는 크게 확장될 것이며, 이는 에너지 산업부터 교통까지 모든 분야에 혁신을 일으킬 수 있을 것이다. 최근에는 상온 초전도체를 개발하려는 연구가 활발히 진행 중이며, 이 분야의 발전이 기대되고 있다.