입력 2023.08.12. 오후 9:08
수정 2023.08.12. 오후 9:29

안경아이 기자

김·기긴기 박사 「상온초전도체, 강자성체, 부도체로도 되는 신기한 물질
김·홀타크 교수 「초전도상과 섞인 다른 상을 얼마나 없앨지가 포인트
오·굴호 교수 「동치환시, 튀어오른 전자에 의해 초전도성이 발현」.

한국 연구진이 개발한 신물질 「LK-99」에 대해서, 바늘과 같은 미세 결정립을 가지는 상온초전도체라고 하는 분석이 나온 안, LK-99 논문의 저자가 「올바른 해석이다」라고 분명히 했다.LK-99로부터 다른 물질과 섞여 있는 침상의 1 차원초전도체를 분리하려면 , 다른 기술적인 허들을 넘지 않으면 안 된다고 볼 수 있다.산업적으로 활용하려면 , 대규모 투자가 필요할 전망이다.

핀 옷감 타트 업의 보나사피엔스의 김·긴긴 대표는 최근 SNS로 「LK-99는 상온초전도체이기도 해, 새로운 강자성체이기도 하다.동이 결정의 어느 납의 위치에 들어갔는지로 결정의 종류가 바뀐다」라고 하는 문장을 투고해, 「원저자들은 원래 생각했던 것보다 더 대단한 것을 발견했다」라고 이야기했다.

김 대표는 물리학 박사 출신의 기업가다.인하대학에서 물리학의 학·석사·박사 학위를 취득해, POS 텍 박사 연구원·연구 부교수, 연세 대학의 연구 교수등을 거치고, 보나사피엔스를 창업했다.물리학의 열확산 이론을 적용해 리스크율 0을 만드는 자산운용 플랫폼이 사업 모델이다.

김 대표는 그 후, 투고한 문장으로 자신의 판단 근거를 설명해, 「누구라도 이 물질을 잘 구우면 바늘과 같은 미세 결정립이 나오고, 이것들이 섞여 있는 상태를 실제로 얻을 수 있는 샘플」이라고 해, 「납인회석으로납의 위치에 동이 어떻게 치환될까에 의해서 상온초전도체, 강자성체, 부도체가 된다」라고 분명히 했다.

이것에 대해, LK-99 논문의 저자의 한 사람으로 있다 김·홀타크미 윌리엄·앤드·메리 대학교수는 「이것이 올바른 해석이다.논문에서도 1 차원으로 했다」라고 분명히 했다.

김 교수는 디지털 타임즈와의 비대면 인터뷰로 「이 해석 대로, LK-99에는 초전도상(Diamagnetism-반자성)과 초전도 이외의 상이 섞여 있다」라고 이야기했다.게다가로 「향후, 기술개발을 통해서 다른 상을 얼마나 없앨지가 포인트다.초전도상이 있다 (일)것은 확실하다」라고 분명히 했다.

김 교수는 「메카니즘을 보면, 금속으로부터 초전도에 전이 할 때에 불연속 점프가 관측된다. 전기 저항 0은, 초전도 이외의 상이 있다와 보기 힘들다.0으로 있다 값을 평균하면 0이 되지 않는 것과 같은 것이다」라고 이야기했다.LK-99에 섞여 있는 다른 상을 없애면 전기 저항 0이 가능한가라고 하는 질문에 대해서는, 「매우 좋은 샘플로 저항 0까지 측정되어 중국이 있는 그룹도 110 K까지 저항 0을 측정해 발표했다」라고 설명했다

LK-99에 있어서의 동원자의 중요성은, 이번 논문에 또 한사람의 저자로서 참가한 오·굴호 한양대 학명예교수도 인정했다.

오 교수는 디지털 타임즈와의 비대면 인터뷰로 「동은 매우 신비적인 물질이다.흔들리는 성질이 매우 강하다. LK-99의 합성 과정에서) 소정의 위치에 딱 들어가지 않으면 안 된다.논문에 공개된 화학식과 물질은100% 보증한다」라고 해, 「단지,논문에는 원리만 제시된 것」이라고 분명히 했다.오 교수는 계속해 「화학식은 같아도 열처리가 중요하다.우리의 방식으로 반드시 그렇게 하지 않으면 안 된다.외부 연구진이 그방법을 습득하려면 1년은 걸릴 것이다」라고 해, 「그러나, 그 과정에서 우리가 만든 공정 보다 좋은 공정이 나올 가능성도 있을 것이다」라고 이야기했다.

오 교수는 「탄소가 큐브(입방정계) 결정 구조때는 다이아몬드이며, 육방정계가 되면 그라파이트이도록(듯이), LK-99도 원료인 연, 동, 인이 산소와 결합해 어퍼타이트(Apatite-육각 기둥 모양에 원자 배열이 반복해진 형태) 구조를 가진다.이 때, 동은 첨가제로서 미량 들어간다」라고 해, 「납어퍼타이트의 납의 위치에 동을 미량 첨가하면 LK-99가 만들어지지만, 동은 납보다 이온 사이즈가 작고, 치환되면 어퍼타이트의 결정 구조가 부서진다.동이 너무 많으면 어퍼타이트 구조가 망가져 다른 물질이 되어, 동이 납의 다른 위치에 들어가도 부서지는 현상은 일어나지만, 초전도성은 없다.동이 정확한 위치에 치환되는 것이 중요하다」라고 설명했다.오 교수는, 「어퍼타이트의 결정 구조가 부서질 때 전자가 튀어올라, 초전도전자가 형성되지 않으면 초전도체가 되지 않는다」라고도 이야기했다.

오 교수는, 세라믹 화합물 분말을 실험실 레벨로 만들었으므로, 향후 파일럿 규모로 생산해, 필요한 곳에 공급할 계획이라고도 이야기했다.김·홀타크 교수는, LK-99로부터 목적의 초전도체만을 손에 넣어 상용화의 단계로 나아가려면 , 대규모 자본과 제조능력이 필요하다고 분명히 했다.

「사이언스는, LK-99 재현 실험등을 진행중의 연구자의 의견을 소개했다.미국 아르곤 국립 연구소의 마이클·노우 맨은 「LK-99의 연구진이초전도성에 대해 잘 모르는 것같다」라고 해, 「아르곤에서도 LK-99를 진지하게 받아 들이고 재현에 임하고 있지만, 일부의 실험 집단에서는재현할 수 없다고 하는 보고도 나와 있다」라고 분명히 했다.특히, 노우 맨은 LK-99가물리학적인 면에서도 문제가 있다 가능성이 있다라고 주장했다.수은, 니오브 등 기존의 초전도체는 모두 금속성이지만, LK-99의 주재료인납어퍼타이트는 금속으로 도프 되어 있지 않은 경우, 일종의 절연체이다라고 하는 것이다.」