상온 초전도체 LK-99와 검증, 활용

안녕하세요 민민즈예요.

오늘은 요즘 최고의 논쟁거리죠. 상온 초전도체 LK-99에 대하여 알아보고 연구기관 검증결과에 대해서도 알아보도록 하겠습니다. 

7월 22일 퀀텀에너지연구소 및 한양대 연구진이 공개한 상온 초전도체 LK-99의 모습. 초전도체의 특징으로 알려진 공중 부양을 하고 있는 모습이다. 김현탁 교수 제공.

 

 

상온초전도체 LK-99란 무엇인가

 국내 민간연구회사인 퀀덤에너지연구소 이석배 대표와 한양대 오근호 명예교수가 7/22일 논문 사전공개 사이트 '아카이브'에 올린 논문 때문에 요즘 계속 이슈가 되고 있는 상온초전도체. 

해외 주요 외신뿐만 아니라 SNS를 통해 전세계인들이 이번 연구를 두고 하루가 다르게 뜨거운 상황입니다.

이석배대표는 상온에서 초전도성을 갖는 물질인 LK-99 를 전 세계 최초로 만들었다고 발표했습니다. 

아카이브에 게재된 논문 2편에서는 납, 구리, 인회석을 사용해 새로운 결정구조인 LK-99를 개발했으며, LK-99가 약 127도에서 초전도 현상을 일으킨다는 내용이 들어있습니다. 이것이 학계에서는 생소한 방식이며, 국내 연구진은 LK-99의 탄생이 20년 동안 1000회 이상의 실험을 반복한 결과라고 밝혔습니다.

 

초전도 현상이 무엇인지부터 원리를 쉽게 설명드리겠습니다. 초전도 현상은 전류가 저항없이 흐르는 것을 말합니다.

전기가 통하는 물체는 도체입니다. 그리고 도체는 항상 저항이라는 것이 존재합니다. 아무리 좋은 전선이라도 전기를 100% 전달할 수는 없고 늘 일정 부분은 열의 형태로 손실이 생깁니다! 여러분이 핸드폰이나 전자기기를 쓰다 보면 뜨거워진 적이 있을 텐데 그것이 다 저항으로 인한 열손실이 일어나는 것입니다. 
전기저항을 약하게 만드는 방법은 온도를 낮추는 것입니다. 네덜란드 과학자 헤이커 오너스는 액체 헬륨을 이용해 섭씨 영하 269도의 환경으로 실험을 했고, 온도가 어느 선까지 떨어지자 순간 전기 저항이 0으로 떨어지게 됩니다. 
즉 마찰력없이 굴러가는 바퀴처럼 손실 없는 전기를 찾은 것이죠. 초전도 현상의 발견이었고 1913년 노벨상을 수상합니다.

초전도현상은 지금까지 극저온, 초고압에서만 가능하다고 알려져 있습니다. 상온, 상압에서 구현하는 것이 성공한 적은 단 한 번도 없습니다. 하지만, 세계최초 한국에서 상온, 상압에서 초전도체 구현이 가능하다는 논문을 낸 것이지요!

만약 이것이 모두 검증된다면 엄청난 센세이션이 됩니다. 자기부상열차, 핵융합 발전, 양자컴퓨터 등 과학기술에 엄청난 발전을 일으킬 것입니다. 지금까지 과학계에서는 한마디로 상온초전도체는 꿈의 물질이었습니다. 자세한 활용에 대해서는 아래 3번째 소제목에서 말씀드리겠습니다. 

 

 

 

 

 

 

상온초전도체 연구기관 검증결과

한국 권텀에너지연구소 이석배 대표와 오근호 명예교수가 논문을 공개했을 때 과학계에서는 설마 이게 진짜야? 하는 회의적인 반응이 있었던 것이 사실입니다. 왜냐하면 논문에 모순되는 점이 있다는 것이었는데요. 엄밀한 재현 실험으로 검증하겠다고 나섰습니다. 중국에서는 화중과기대외에도 베이징항공우주대, 중국과학원 금속연구원 등이 검증 작업을 시도하고 있다고 말했습니다.

 

그런데 8.2일자로 중국 화중과기대는 상온 초전도체 LK-99를 재현해 마이스너(반자성) 효과를 확인했다고 유튜브를 통하여 밝혔습니다. 이들이 올린 3분 50초 영상에서는 검은색의 작은 물질이 보이는 상황입니다. 이 물질은 엎어졌다 일어섰다 하며 마이스너 효과를 내는 것을 알 수 있습니다. 이것은 초전도 상태가 된 물질에서 자기장이 사라졌을 때 일어나는 현상입니다.

위에서 말씀드렸다시피, 초전도 현상은 전류가 저항없이 흐르는 것을 말합니다.

하지만 중국연구팀은 초전도체의 핵심 특징인 전기저항 제로(0) 여부는 추가 실험을 거치겠다고 밝혔습니다. 즉, 완벽한 검증을 한 상황은 아닙니다. 

 

앞서 미국 로렌스버클리국립연구소에서도 한국이 제시한 제조 방법으로 이론적으로 구현 가능하다는 발표를 8.1일에 했었습니다. 로렌스 버클리 국립연구소는 노벨 화학상, 물리학상 논문을 다수 배출한 기관입니다. 이 밖에도 현재 미국 아르곤 국립연구소는 이번주 안으로 실험 결과를 공개할 전망입니다.

 

미국과 중국. 두 나라에서 긍정적인 검증 결과를 지속적으로 내놓고 있는 상황입니다. 외국 저명한 연구기관들이 긍정적인 분석이 나오면서 국내에서는 기대감이 부풀고 있는 상황입니다. 또한, 증권시장에서는 초전도체와 관련 있는 종목의 주가가 급증하며 변동성 완화장치가 발동하기도 했습니다.

 

외국 커뮤니티에서는 최근 가장 이슈인 챗GPT를 꺾고 한국연구진이 개발한 상온 초전도체가 등장했다며 주목하고 있는 상황입니다. 

 

 

 

상온초전도체의 활용

첫 번째 소제목 상온초전도체란 무엇인가에서 말씀드린 것처럼, 마찰 없이 굴리는 바퀴 같은 초전도체의 발견 이후로 100년이 넘는 시간 동안 섭씨 영하 269도에서 섭씨 영하 23도까지 초전도체를 구현해 내는 데 성공했습니다. 하지만 여전히 높은 압력이 필요한 실정이었습니다.

이번에 국내 연구진이 발견한 LK-99로 일상적으로 접하는 온도와 압력의 조건 하에 초전도체를 구현한다면 우리 삶이 어떻게 변화할까요? 

인류는 전기를 낭비 없이 손실 없이 활용할 수 있게 되며, 발열의 문제로부터 자유로워집니다. 또한 초전도체는 무거운 물건을 쉽게 들어올릴 수 있다는 특성이 있습니다. 자기부상열차가 그렇지요.

 

 

 

미치오 가쿠의 '불가능은 없다'라는 책에서 소개된 초전도체의 유망함은 아래와 같습니다.

 

• 저항을 없앨 수만 있다면 전기배달료는 공짜와 같다. 코일에 전류를 흘려보내면서 에너지 손실없이 수백만 년 동안 흐르게 할 수 있다. 
• 또한 엄청난 세기의 자력을 생성하여 무거운 물체를 허공에 들어 올릴 수 있다.
• 날아다니는 자동차가 현실로 될 것이며
• 초전도 자석으로 만든 허리띠를 매고 공중에 뜬 채 이동할 수 있게 된다.

또한, 전력 효율이 매우 높은 배터리가 제작되고, 우주 탐사를 위한 강력한 전기모터도 제작될 수 있겠지요.

상온에서 작동하는 초전도체가 발견된다면 영화에서나 볼법한 일들이 정말 현실로 일어나게 됩니다. 두 번째 산업혁명이 일어날 수  있다는 전망까지 나오고 있습니다.

 

 

오늘은 요즘 가장 뜨거운 감자인 상온초전도체가 무엇인지 알아보고 활용법, 연구기관 검증결과에 대해서 말씀드렸습니다. 감사합니다.