"LK-99, 초전도체 특성 없다"…표준연구원도 재현 못해

김인한 기자 기사 입력 2023.09.14 13:30

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경희대·부산대 연구실도 LK-99 재현실험, 초전도성 확인 못해

국내 민간기업 퀀텀에너지연구소 등 연구팀이 개발했다고 밝힌 상온 초전도체 모습. 자석 위에 몸체 일부가 떠 있다. / 사진제공=퀀텀에너지연구소
국내 민간기업 퀀텀에너지연구소 등 연구팀이 개발했다고 밝힌 상온 초전도체 모습. 자석 위에 몸체 일부가 떠 있다. / 사진제공=퀀텀에너지연구소

한국표준과학연구원(표준연)이 LK-99 합성실험을 진행했지만 초전도성을 확인하는 데 실패했다. 표준연은 과학기술 연구에 대한 정확성·합리성·국제성을 높이기 위해 표준을 규정하는 국내 최대 연구기관이다. LK-99 초전도성을 확인하지 못한 건 서울대·고려대·POSTECH(포항공과대) 등 국내 대학 8개 실험실에 이어 표준연이 9번째다.

한국초전도저온학회 LK-99 검증위원회(이하 검증위)는 14일 5차 서면브리핑을 통해 표준연과 경희대 에너지소재양자물성연구실, 부산대 양자물질연구실이 진행한 LK-99 재현실험 결과를 이같이 밝혔다.

검증위에 따르면 표준연은 공개된 합성법에 따라 LK-99를 제작했지만 재현시료를 얻어내지 못했다. 특히 LK-99 물질 외에 특정해야 할 물질이 너무 많아 조건을 재탐색해야 한다고 봤다. 추가로 LK-99에 존재하는 납-인회석 합성법을 검증한 결과, 730~900℃에서 일부 강자성을 보이는 물질이 만들어졌다. 하지만 전기적으로 전기저항이 0이 아니고 부도체 특성이 나타났다.

초전도체는 특정 온도 이하에서 전기저항이 0이 되는 물질이다. 한 번 발생한 전류는 에너지 손실 없이 무한대로 흐른다. 특징적으로 외부 자기장을 배척하는 '마이스너 효과'로 공중에 뜬다. 1911년 초전도 현상이 관측된 이래 극저온·초고압 조건에서만 초전도 현상이 나타났다.

하지만 이석배 퀀텀에너지연구소 대표 등 연구팀은 지난 6월22일 논문 사전공개 사이트 아카이브(arXiv)에 황산납과 인화구리를 1대1로 합성·가열해 LK-99라는 새로운 결정구조를 만들었다고 주장했다. LK-99는 상온·상압 조건에서 초전도 현상을 구현했다고 밝히면서 전 세계 주목을 받았다.

이에 국내 연구기관이 검증을 진행 중이다. 그동안 검증위와 연계해 재현실험을 진행하는 연구기관은 표준연을 비롯해 △서울대 복합물질상태연구단 △POSTECH(포항공과대) 물리학과 연구팀 △고려대 초전도재료및응용연구실 △성균관대 양자물질 초전도 연구단 △성균관대 전자활성에너지소재연구실 △한양대학교 고압연구소 △경희대 에너지소재양자물성연구실 △부산대 양자물질연구실 등이다.

이번 검증에 참여했던 경희대 연구팀도 LK-99 논문을 참고해 시료를 재현했고, 상온에서 전기적으로 부도체 특성이 나타났다. 약한 상자성 특성도 보였다. 다른 방식으로 합성한 시료는 황화구리 불순물은 없었지만 상온에서 부도체 특성, 낮은 자기장에서 약한 반자성 특성이 나타났다. 부산대 연구팀도 논문 제조과정을 통해 초전도성을 시험했지만 전기저항 측정에서 반도체 특성을 보였다.

검증위는 참여 중인 기관들의 재현실험을 이달 말까지 진행하기로 했다. 이어 외국 논문과 실험 결과, 국내 재현실험 연구, 관련 논문 등을 검토해 내달 말까지 검증을 마무리하고, 이를 백서로 공개할 예정이다.

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  • 기자 사진 김인한 기자

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