入力2023.08.08. 午後 11:34 修正2023.08.09. 午前 12:02
メガネ愛記者
半磁性・電気抵抗0など超伝導性とは別物。
電子顕微鏡で原子配列構造も分析中
原子構造が確認されれば物性予測可能な可能性も
半導体分析装置などを活用して電気特性を確認予定
韓国エネルギー工科大学の研究陣が国内で開発された新物質「LK-99」のサンプル結晶構造が論文に提示された結晶構造と同じであることを確認した。エネルギー工科大学は、量子エネルギー研究所が作ったLK-99サンプルを受け取って研究中の唯一の外部機関だ。
国内外の研究機関がLK-99の再現に相次いで失敗し、研究成果に対する懐疑的な見方が広がる中、論文の基礎的な信頼性が確認されたという点で注目される。ただし、微細結晶構造の確認と超伝導特性の検証は関係ない。
LK-99研究に参加している韓国エネルギー工科大学の研究者は8日、デジタルタイムズとの通話で「サンプルに対するX線回折構造分析の結果、論文に提示されたものとサンプルの微細結晶構造が同じという事実を確認した」と明らかにした。
この研究者は「微細結晶構造を見れば、物質の物性を確認できなくても可能性を推定することができる。LK-99分析のためにX線で微細結晶構造を確認した結果、量子エネルギー研究所側が論文で明らかにした結晶構造とサンプルで確認される結晶構造が同じだった」と述べた。
これまで中国、インドなどの研究陣がLK-99の再現に成功したという主張があったが、論文に掲載されたX線結晶構造はどこも確認できなかった。外部機関のうち、LK-99サンプルの微細結晶構造を確認した最初の事例だ。X線結晶構造は、タンパク質、新物質などの微細結晶構造を見るために使われる。有機物では主に分子レベルの構造を見る。
量子エネルギー研究所が作ったサンプルは、純度と均一性、再現性でエネルギー工科大学の研究陣から合格点を受けたという。これは物質合成が安定軌道に達したことを意味する。
ただ、この関係者は「超伝導体かどうかは科学界が明らかにすることであり、我々は電気的特性だけに関心がある。物質が体系的に分析する価値があるレベルになっただけに、応用性に優れた薄膜の形で作ってエネルギー分野への応用可能性を探る計画」と述べた。
エネルギー工科大学側は約一ヶ月前に量子エネルギー研究所からサンプルを受け取って研究を開始し、LK-99を数マイクロメートルの厚さの薄膜にして主に常温電気抵抗が最大どこまで落ちるかを検証する計画だ。
X線構造分析に続き、現在、世界に3台しかない高性能TEM(透過電子顕微鏡)で物質を分析している。TEMも超伝導特性は確認できないが、原子単位までより精密に結晶構造を見ることができる。このレベルで構造が明らかになれば、コンピューターシミュレーションを通じて物質の特性予測が可能になるかもしれない。
この研究者は「超伝導でなくても、非常に安価で常温で抵抗が非常に低い新素材であれば応用分野が多い」と話した。
原子レベルの構造分析に続き、電気的物性と一部の電気光学的物性も確認する予定だ。最終結果は年末に出る見通しだ。このため、半導体分析装備など可能な技術を総動員する方針だ。
海外の研究陣がLK-99のサンプル製作に成功したと発表しても、特性や内部構造は千差万別であることについて、この研究者はセラミック化合物の特性のためだと話した。セラミック化合物は作る過程が陶磁器を焼くのと似ているため、同じ材料を使っても作る人によって結果物に違いがあるということ。また、論文に書かれていない会社だけのノウハウがあると話した。量子エネルギー研究所は6年前にこの物質を開発したが、副産物が多く純度が低く、再現性が低かったが、6年間でレベルを引き上げた。
この研究者は「海外の研究者の研究の中で、米国ローレンスバークレー国立研究所が出した理論研究結果が意味があると思う。論文に公開された物質と条件を基にコンピューターシミュレーションを行い、可能性が確認されたものだ」とし、「韓国が世界で初めて作った新素材が登場するかもしれないという希望を持って研究に取り組んでいる」と話した。
입력 2023.08.08. 오후 11:34 수정 2023.08.09. 오전 12:02
안경아이 기자
반자성· 전기 저항 0 등 초전도성과는 별개.
전자현미경으로 원자 배열 구조도 분석중
원자 구조가 확인되면 물성 예측 가능한 가능성도
반도체 분석 장치등을 활용해 전기 특성을 확인 예정
한국 에너지 공과대학의 연구진이 국내에서 개발된 신물질 「LK-99」의 샘플 결정 구조가 논문에 제시된 결정 구조와 같은 것을 확인했다.에너지 공과대학은, 료코 에너지 연구소가 만든 LK-99 샘플을 받아 연구중의 유일한 외부 기관이다.
국내외의 연구기관이 LK-99의 재현에 연달아 실패해, 연구 성과에 대한 회의적인 견해가 퍼지는 중, 논문의 기초적인 신뢰성이 확인되었다고 하는 점으로 주목받는다.다만, 미세 결정 구조의 확인과 초전도 특성의 검증은 관계없다.
LK-99 연구에 참가하고 있는 한국 에너지 공과대학의 연구자는 8일, 디지털 타임즈와의 통화로 「샘플에 대한 X선회절 구조 분석의 결과, 논문에 제시된 것과 샘플의 미세 결정 구조가 같을이라고 하는 사실을 확인했다」라고 분명히 했다.
이 연구자는 「미세 결정 구조를 보면, 물질의 물성을 확인할 수 없어도 가능성을 추정할 수 있다.LK-99 분석을 위해서 X선으로 미세 결정 구조를 확인한 결과, 료코 에너지 연구소측이 논문으로 분명히 한 결정 구조와 샘플로 확인되는 결정 구조가 같았다」라고 말했다.
지금까지 중국, 인도등의 연구진이 LK-99의 재현에 성공했다고 하는 주장이 있었지만, 논문에 게재된 X선결정 구조는 어디도 확인할 수 없었다.외부 기관 가운데,LK-99 샘플의 미세 결정 구조를 확인한 최초의 사례다.X선결정 구조는, 단백질, 신물질등의 미세 결정 구조를 보기 위해서 사용된다.유기물에서는 주로 분자 레벨의 구조를 본다.
료코 에너지 연구소가 만든 샘플은,
단지, 이 관계자는 「초전도체인지 어떤지는 과학계가 분명히 하는 것이어, 우리는 전기적 특성인 만큼 관심이 있다.물질이 체계적으로 분석하는 가치가 있다 레벨이 되었던 만큼, 응용성이 뛰어난 박막의 형태로 만들어 에너지 분야에의 응용 가능성을 찾을 계획」이라고 말했다.
에너지 공과대학측은 약1개월전에 료코 에너지 연구소로부터 샘플을 받아 연구를 개시해, LK-99를 수마이크로 미터의 두께의 박막으로 해 주로 상온 전기 저항이 최대 어디까지 떨어지는지를 검증할 계획이다.
X선구조 분석에 이어, 현재, 세계에 3대 밖에 없는 고성능 TEM(투과 전자현미경)로 물질을 분석하고 있다.TEM도 초전도 특성은 확인할 수 없지만, 원자 단위까지 보다 정밀하게 결정 구조를 볼 수 있다.이 레벨로 구조가 밝혀지면, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 물질의 특성 예측이 가능하게 될지도 모른다.
이 연구자는 「초전도가 아니어도, 매우 염가로 상온으로 저항이 매우 낮은 신소재이면 응용 분야가 많다」라고 이야기했다.
원자 레벨의 구조 분석에 이어, 전기적 물성과 일부의 전기 광학적 물성도 확인할 예정이다.최종 결과는 연말에 나올 전망이다.이 때문에, 반도체 분석 장비 등 가능한 기술을 총동원할 방침이다.
해외의 연구진이 LK-99의 샘플 제작에 성공했다고 발표해도, 특성이나 내부 구조는 천차만별인 것에 대하여, 이 연구자는 세라믹 화합물의 특성이기 때문에라고 이야기했다.세라믹 화합물은 만드는 과정이 도자기를 굽는 것과 닮아 있기 때문에, 같은 재료를 사용해도 만드는 사람에 의해서 결과물에 차이가 있다라고 하는 것.또, 논문에 쓰여지지 않은 회사만의 노하우가 있다라고 이야기했다.료코 에너지 연구소는 6년전에 이 물질을 개발했지만, 부산물이 많이 순도가 낮고, 재현성이 낮았지만, 6년간에 레벨을 끌어올렸다.
이 연구자는 「해외의 연구자의 연구 중(안)에서, 미국 로렌스 바클리 국립 연구소가 낸 이론 연구 결과가 의미가 있다라고 생각한다.논문에 공개된 물질과 조건을 기본으로 컴퓨터 시뮬레이션을 실시해, 가능성이 확인된 것이다」라고 해, 「한국이 세계에서 처음으로 만든 신소재가 등장할지도 모른다고 하는 희망을 가지고 연구에 임하고 있다」라고 이야기했다.