국내 연구팀이 ‘꿈의 물질’로 불리는 ‘상온 초전도체’를 개발했다고 발표한 후 세계적으로 논란이 가열되고 있다. 증시에서는 아예 초전도체 테마주 광풍이 불고 있을 정도다. 미국과 중국의 일부 연구팀이 이번 연구를 뒷받침하는 결과를 일부 내놓기도 했지만 한국초전도저온학회를 비롯해 국내 학계에서는 여전히 부정적 평가가 커 대조적이다.
이석배 퀀텀에너지연구소 대표와 오근호 한양대 명예교수, 권영완 고려대 연구교수, 김현탁 전 한국전자통신연구원 박사 등이 참여한 한국 연구팀은 지난달 22일 논문 사전 공개 사이트 ‘아카이브’를 통해 상온·상압에서 초전도성을 갖는 물질 ‘LK-99’를 세계 최초로 개발했다고 공개했다. 권 연구교수가 전체 연구진과 합의를 이루지 못한 상황에서 올린 이번 논문은 납과 인회석 결정 구조인 LK-99를 통해 초전도 현상이 일어나는 임계온도가 섭씨 127도(400K)까지 가능하다는 내용이 담겨 있다.
초전도체는 전류가 특정 온도 이하에서 저항 없이 흐를 수 있게 하는 물질로 자기부상열차, 초고속 컴퓨터, 에너지 손실 없는 전력선 개발 등에 쓰인다. 핵융합, 양자컴퓨터, 자기공명영상(MRI), 가속기 등에도 활용된다. 지금까지는 초저온·고압 등 제한된 환경에서만 구현할 수 있었으나 이번 논문은 상온·상압 환경에서도 가능하다는 점에서 대비된다. 이것이 사실이라면 노벨상 수상은 물론 산업 현장에서 엄청난 혁명을 불러올 것으로 기대된다.
미국과 중국의 일부 연구팀이 이 논문을 일정 부분 뒷받침할 수 있는 연구 결과를 내놓으면서 기대감은 더 커졌다.
중국의 창하이신 화중과학기술대 재료공학부 교수 연구팀은 2일 중국 동영상 플랫폼 ‘빌리빌리’에서 초전도체 LK-99 합성에 성공해 마이스너(반자성) 효과를 검증했다고 주장했다. 마이스너 효과는 초전도체가 자기장을 투과하지 않아 완전 반자성체처럼 자석 위에 뜨는 현상이다. 다만 연구팀은 현재 반자성 현상만 재현하는 데 성공했으며 전기저항이 0인지에 대해서는 추가 실험이 필요하다고 밝혔다.
앞서 시니드 그리핀 미국 로런스버클리국립연구소 박사 연구팀도 LK-99의 구조를 시뮬레이션한 결과 기존 초전도체보다 높은 온도에서 초전도성이 나타날 것으로 보인다는 연구 결과를 지난달 31일(현지 시간) 아카이브에 공개했다. 다만 계산적으로는 가능해도 실제 실험을 통해 LK-99를 검증할 필요가 있다는 단서를 달았다.
하지만 국내 대표적인 초전도 연구자들의 학술단체인 한국초전도저온학회는 2일 “현 단계에서는 상온 초전도체로 보기 어렵다”며 ‘LK-99 검증위원회’ 발족 계획을 밝혔다. 아카이브 논문과 공개된 영상을 볼 때 해당 물질이 상온 초전도체라고 보기는 어렵지만 과학적 검증을 위해 이론적 검토와 실험을 진행하겠다는 것이다. 최경달 한국초전도저온학회장(한국공학대 에너지전기공학과 교수)은 “만약 상온 초전도체라고 검증이 이뤄진다면 과학기술 분야에 매우 큰 영향을 주는 획기적 결과”라면서도 “학술 검토를 거치치 않은 채 공개돼 경제·사회적 영향을 끼친 점이 우려스럽다”고 강조했다.
한국에너지기술평가원장 출신인 임춘택 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 교수도 “기대가 너무 앞서간다는 생각”이라며 “학회 검증을 기다리는 게 순리”라고 밝혔다. 그러면서 “상온 초전도체가 개발된다고 해도 넘어야 할 산이 많다”고 지적했다. 우선 초전도체는 일정 전류 이상 흐르면 초전도성을 잃게 되고, 초전도 도선도 직류에서는 저항이 없지만 교류나 맥류(변동 전류)에서는 그렇지 않다는 게 임 교수의 설명이다. 임 교수는 “상온 초전도체는 송전선 손실 저감, 풍력발전기 경량화, 모터 소형화, 전자기기 효율 향상 등 시장을 크게 변화시킬 것이며 조지프슨 소자 등 초전도체, 양자 소자의 상용화에 상온 초전도체가 사용될 가능성이 있다”면서도 “상온 초전도체가 핵융합발전·전기비행기·전기배의 상용화를 앞당기고 나아가 떠다니는 자동차, 공중 도시를 구현할 수 있다는 주장은 허무맹랑하다”고 주장했다.
한편 랑가 디아스 미국 로체스터대 교수 연구팀은 2020년 국제 학술지 ‘네이처’에 대기압 100만 배 압력에서 상온 초전도체를 개발했다고 발표했으나 재현이 불가능하다는 점에서 논문이 철회됐다. 디아스 교수는 올해 네이처에 다시 상온 초전도체 논문을 발표했으나 2021년 국제 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 낸 논문이 데이터 조작을 이유로 철회되면서 연구 윤리 측면에서 의심을 받고 있다.
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