최근 과학계를 가장 떠들썩하게 만든 이슈는 바로 한국의 고려대학교 연구팀이 발견한 ‘LK-99’라는 물질입니다. 초전도체란 무엇인지 알아보고, 연구 결과에 대한 검증 이슈에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
초전도체란?
초전도체란, 초전도현상을 띄는 물체를 의미합니다. 초전도 현상이란, 어떤 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되고 외부 자기장에 반대 방향의 자기장을 형성하는 물체를 의미합니다. 전기 저항이 0이 된다는 의미는, 물체에서 한번 발생한 전류는 에너지 손실 없이 무한히 흐를 수 있다는 의미입니다.
외부 자기장에 반대 방향의 자기장을 형성한다는 것은 ‘마이스너 효과’라고 하는데 위에서 설명한 에너지 손실 없는 초전류로 인해 외부 자기장을 모두 밀어내는 특성을 가집니다. 그래서 초전도체는 공중에 뜰 수 있는 특징을 지닙니다.
그러나 현재까지 발견된 초전도체가 되는 임계온도는 약 90K(-183도씨)이기 때문에 상온에서의 초전도체를 찾기 위해 많은 과학자들이 연구를 거듭해왔습니다.
초전도체 활용 분야
초전도현상을 이용한 기술 분야는 우리 생활에서 이미 적용되고 있습니다. 병원에서 사용하는 자기공명 영상장치(MRI)가 대표적인데요, 강한 자기장을 이용하여 검사를 해야하는만큼 큰 대전류를 코일에 흘리는 과정에서 많은 열이 발생합니다. 그러나 초전도 현상을 이용해서 대전류를 초전류로 바꾸어 에너지 손실을 없게 하여 열이 발생하지 않도록 합니다.
상온에서 초전도를 띄는 물질이 가능해진다면 자기부상열차도 상업적으로 큰 발전이 있을 수 있습니다. 자기부상열차는 바퀴 없이 자석끼리 서로 밀어내는 힘을 이용하는 열차입니다. 이 때 열차를 띄워서 움직이려면 자석의 세기가 매우 커야하기 때문에 매우 큰 전류가 필요합니다. 초전도체를 활용하면 에너지의 손실 없이 큰 전류를 다룰 수 있기 때문에 안정성과 경제성이 크게 상승할 수 있습니다.
또한 발전소에서 전력을 생산하여 변전소를 거치고 수용가까지 도달할 때 발생하는 에너지 손실을 줄일 수 있고, 슈퍼컴퓨터 (양자컴퓨터)를 생산하는데에도 활용성이 크다고 할 수 있습니다.
고려대 연구팀의 LK-99
상온에서의 초전도체를 발견하는 것은 위에서 설명했듯이 과학적으로나 기술적으로 큰 발전을 가져와줍니다. 고려대학교의 이석배, 김지훈 연구팀이 처음으로 제조하고 발견한 LK-99라는 물질이 127도씨 이하의 온도 환경에서 초전도체의 성질을 보인다는 논문을 게재했습니다. 그러나 발표 논문은 다른 연구팀들이 실험한 결과에서 회의적인 반응을 이어가고 있습니다.
중국의 여러 대학 연구팀들이 발표한 예비결과에서는 초전도 특성 측정이 불안정했다라는 의견이 대다수이며, 인도 국립물리연구소에서도 마찬가지 예비결과를 내놓았습니다. 우리나라에서도 ‘LK-99 검증위원회’를 발족하여 분석하겠다고 발표했습니다.
초전도체 관련주
아직 검증 결과가 나오지 않았음에도 우리나라 주식시장은 초전도체 관련주로 시장이 뜨겁게 달아올랐습니다. 고려대학교 연구팀이었던 이석배, 김지훈은 ‘퀀텀에너지 연구소’를 설립했고, 이 연구소에 지분이 있는 회사를 중심으로 주가가 급등했습니다. 파워로직스와 신성델타테크가 그 주인공입니다. 또한 덕성과 서남은 초전도자석을 이용한 특허를 출원하거나 장비를 납품한 이력이 있어서 상한가를 띄웠습니다.