전세계를 흥분시킨 LK99 초전도체 도대체 뭔가요?

1. LK99

학자들은 논문을 쓰고 나서 학회에 게재를 하게 되는데 개제를 하기 전에 이런 연구 논문을 발표한다고 알리는 차원에서 미리 올리는 아카이브라는 사이트가 있습니다.

여기에 우리나라의 한 연구진이 '세계에서 최초로 상온, 상압 초전도체를 만들었다'는 내용의 논문이 올라오면서 최근 전 세계적인 이목이 초전도체에 집중되고 있는 상황입니다.

퀀텀에너지연구소의 LK99라는 이름을 가진  '상온 초전도체' 주장 물질로 23년 7월 22일 발표했습니다.

LK는 발명자들의 성에 따온 대분자이고 99는 연구를 시작한 년도를 나타낸다고 합니다. 

2. 초전도체의 특성

2. 1. 초전도체란 전기저항이 0인 물질을 말합니다.

초전도체가 가지는 작위적 특징들이 몇 가지 있는데 이중 실생활에 유용한 것들이 있습니다.

하나는 전기저항이 0이어서 낭비되는 전력을 최소화할 수 있다는 것입니다.

 

전기를 전선에서 흘리게 되면 처음에 들어갈 때의 전력량과 나올 때 전력량이 다르게 됩니다.

바로 전기 저항이 있기 때문입니다.

그런데 영하 270도 정도의 극저온에서 수은이 사실상 전기저항이 없다는 것을 발견하게 됩니다.

극저온에서 저항이 없는데 이것을 25도 정도의 일반적인 온도에서도 저항이 없이 만들 수가 있을까 하는 것이 새로운 화두가 됩니다. 

전자제품을 쓸 때 발열 현상 등 전기저항 때문에 낭비되는 전력의 양이 상당하기 때문입니다.

 

2. 2. 자기 부상열차와 관련이 있는 마이스너 효과(초전도체가 자기장을 밀어내는 효과)입니다.

물체가 떴다고 해서 무조건 초전도체를 나타내는 것은 아니지만 자기 부상하는 자석은 마이너스 효과의 하나의 증거가 됩니다.

자기 부상열차와 같이 초전도체 위에서 자석이 둥둥 떠다니는 모습을 본 적이 있으실 겁니다.

흔히들 떠 있는 것이 초전도체로 알고 있지만 아래 있는 것이 초전도체이고 위에 떠 있는 것이 자석입니다.

초전도체가 자기장을 밀어낸 다는 것은 마치 같은 극의 자석이 서로 붙지 않으려고 밀어내는 자석처럼 자기장을 만들며 서로 밀어내는 행동을 하게 됩니다.

극성이 없어지거나 양극성을 다 띄는 것이 아닌 상황에 맞게 극성을 바꾼다고 보면 됩니다.

그런데 이것이 어려운 것이 반드시 반대방향의 자기장을 만드는 것은 또 아니라는 것입니다. 

3. 초전도체의 기존  현황

실생활에 유용한 것들이 많기 때문에 상온에서도 저항이 없게끔 수많은 연구가 진행되고 있는데 현재까지는 영하 200도 정도까지밖에 성공을 하지 못했습니다.

이것을 고온 초전도체라고 합니다. 

 

온도가 낮아서 된 것이라면 압력을 바꿔서 상온에서도 초전도체를 만들 수 없을까에 대해서도 연구가 진행됐습니다.

압력은 200만 기압 정도까지 성공합니다.

영하 200도, 200만 기압이라면 현실적으로, 경제적 측면에서도 쓸 수가 없는 수준입니다. 

그래서 MRI와 같이 특수한 경우에만 쓸 수 있습니다.

극저온을 유지해줘야 하기 때문에 MRI를 한 번씩 찍을 때 굉장히 고가일 수밖에 없습니다.

 

과학계에서도 이러한 초전도체를 만들 어 낸 사람은 무조건 노벨상 수상이라고 점칠 정도로 성배와도 같은 물질입니다.

이런 상황에서 세계적인 석학도 아닌 대한민국의  뜬금없이 상온 초전도체를 만들어냈다고 아카이브에 발표가 됐으니 과학계가 발칵 뒤집힐 수 밖에는 없었습니다. 

보통 이런 뜬금없는 논문은 학계에서 무시되기 일쑤인데 이번에는 좀 다른 부분이 있었습니다.

이런 논문은 전통적인 과학의 훈련을 받지 못한 사람이 흥미를 끌기 위해 쓰는 부분이 많은데 어쨌건 학계의 박사가 작성했고 혹시 아닐 경우 학계에서 매장될 가능성이 있음에도 발표한 부분이라 흐지부지 무시할 수 있는 것은 아니었습니다.

이때 미국 버클리대학교에서 '해당논문이 시뮬레이션을 해보니 꽤 그럴듯하고 이론적으로는 맞는 것 같은데 어떻게 만들어질지는 잘 모르겠다' 발표를 하게 됩니다.

과거 '그래핀'의 사례와 비슷합니다.

탄소로 되어 있어서 싸고 강도가 강철의 200배 정도나 되고 열전도도가 높고 해서 만일 개발된다면 실생활에서 쓰이게 될 곳이 너무나 많아 꿈의 물질로 불렸습니다.

탄소의 결정구조가 원자 하나를 쭉 이어 붙여서 평면으로 만드는 구조라 만들기가 어려워 이것에 관한 연구도 전 세계적으로 엄청나게 있었습니다.

하지만 실제 발견은 정말 우연히 흑연을 스카치테이트 위에 붙였다 떼었다 하는 과정에서 이루어졌으며 그래핀을 만든 사람은 노벨상을 수상하게 됩니다.

그래핀도 권위가 있는 기관의 연구소에서 만든 것이 아닌 대표적인 예시입니다.

실제로 초전도체가 나오더라도 논문에 나온 레시피보다는 훨씬 복잡해질 가능성이 높습니다.

지금의 레시피는 운 좋게 실험실에서 1000번 정도에 1번은 원하는 탄소구조가 되고 그 탄소구조가 초전도체의 성질을 가지는 것 같다 정도입니다.

4. 만일 상온 초전도체가 진짜 개발된다면 그 파장은? 

상온 초전도체로 활용가능한 것이 상대적을 가격이 저렴한 구리와 납입니다. 

그런데 만일 상온 초전도체가 개발되어 전기저항이 0이 된다면 사실상 모든 전자제품, 기계에 사용되는 그런 전선, 도선들을 전부 이 구리와 납으로 된 초전도체로 바꿀 수 있다는 말이 됩니다. 

또한 발전소에서 전류를 흘려보내는 선들도 모두 이 전기저항 0인 초전도체로 바꾸게 될 것입니다. 

자동차도 모터에 들어가는 구동부에 베어링을 초전도체의 성질을 이용해서 띄어서 돌리게 되면 마찰이 아예 없게 될 것입니다. 

모터에 사용하는 전선이나 전자석 같은 것도 초전도체로 바꾸면 파워도 올라가게 됩니다. 

실제로 고온 초전도체(영하 200도가량) 선박이나 비행기 모터를 개발하는 곳도 있습니다. 

만약 이것이 상온전도체가 된다면 이것이 더 쉬워지게 되고 훨씬 더 싸게 경제적으로 할 수 있게 되는 것입니다. 

열차는 모두 자기 부상으로 해서 싸게 엄청난 속도를 자랑할 수 있게 됩니다. 

이처럼 전 세계적으로 수 경짜리 산업이 될 가능성이 높고 최초특허를 우리나라가 가지고 온다고 한다면 그 가치는 어마어마할 수 밖에는 없습니다.

따라서 관련 기업으로 분류된 시가총액이 작은 회사들 같은 경우에는 주가 변동성 또한 크게 됩니다.

전 세계적으로 우리나라에서 발표한 논문의 레시피로 실험을 해보고 있습니다. 

이 실험의 결과에 따라 앞으로 관련주들의 주가의 등락이 결정될 것으로 보입니다. 

이 레시피는 어차피 낮은 확률로 성공을 하는 부분이라 연구가 실패 하더라도 다시 해보면 성공할 수 도 있다는 합리적인 핑곗거리가 될 수 있어서 실험에 실패하더라도 한 번에 테마의 영향력이 사라질 것 같지는 않긴 합니다. 

절만의 성공을 보이는 사례도 나오는 등 계속해서 불을 지펴주는 장작의 역할을 하기 때문입니다.

현재 전체적인 주식시장이 하락하고 있고 기존에 불타오르던 2차전 지주의 불안정한 주가 움직임 때문에 다른 투자처를 찾는 수급들이 초전도체로 몰린 상황이라 향후 추가 발표 및 검증에 귀추가 주목되고 있습니다.

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<출처: 연합뉴스경제 TV /삼 프로 TV>