"`LK-99 샘플` 미세 결정구조 논문과 같다"…에너지공대 확인

반자성·전기저항 0 등 초전도성과는 별개
전자현미경으로 원자 배열구조도 분석 중
원자 구조 확인되면 물성 예측 가능할 수도
반도체 분석장비 등 활용해 전기특성 확인 예정

LK-99 시연 동영상 캡처

한국에너지공대 연구진이 국내에서 개발된 신물질 'LK-99'의 샘플 결정구조가 논문에 제시된 결정구조와 같다는 사실을 확인했다. 에너지공대는 퀀텀에너지연구소가 만든 LK-99 샘플을 받아 연구 중인 유일한 외부 기관이다.

국내외 연구기관들이 LK-99 재현에 잇따라 실패하면서 연구결과에 대한 회의적인 시각이 확산되는 가운데, 논문의 기초적인 신뢰성이 확인됐다는 점에서 주목된다. 다만 미세 결정구조 확인과 초전도 특성 검증은 관계가 없다.

LK-99 연구에 참여하고 있는 한국에너지공대의 한 연구자는 8일 디지털타임스와의 통화에서 "샘플에 대한 X선 회절구조 분석 결과, 논문에 제시된 것과 샘플의 미세 결정구조가 같다는 사실을 확인했다"고 밝혔다.

이 연구자는 "미세 결정구조를 보면 물질의 물성을 확인하지 못해도 가능성을 추정할 수 있다. LK-99 분석을 위해 X레이로 미세 결정구조를 확인한 결과, 퀀텀에너지연구소 측이 논문에서 밝힌 결정구조와 샘플에서 확인되는 결정구조가 같았다"고 말했다.

지금까지 중국, 인도 등의 연구진이 LK-99 재현에 성공했다는 주장이 있었지만 논문에 실린 X선 결정구조는 한 곳도 확인하지 못했다. 외부 기관 중 LK-99 샘플의 미세 결정구조를 확인한 첫 사례다. X선 결정구조는 단백질, 신물질 등의 미세 결정구조를 보는 데 쓰인다. 유기물에서는 주로 분자 수준의 구조를 본다.

퀀텀에너지연구소가 만든 샘플은 순도와 균일성, 재현성에서 에너지공대 연구진으로부터 합격점을 받은 것으로 전해졌다. 이는 물질 합성이 안정 궤도에 도달했음을 의미한다.

다만 이 관계자는 "초전도체냐 여부는 관련 전문 학계가 밝힐 일이고 우리는 전기적 특성에만 관심이 있다. 물질이 체계적으로 분석할 가치가 있는 수준이 된 만큼 응용성이 우수한 박막 형태로 만들어 에너지 분야 응용 가능성을 탐색할 계획"이라고 말했다.

에너지공대 측은 약 한달 전 퀀텀에너지연구소로부터 샘플을 받아 연구를 시작했으며, LK-99를 수 마이크로미터 두께의 박막으로 만들어 주로 상온 전기저항이 최대 어디까지 떨어지는지를 검증할 계획이다.

X선 구조분석에 이어 현재 전세계에 3대밖에 없는 고성능 TEM(투과전자현미경)으로 물질을 분석하고 있다. TEM도 초전도 특성을 확인할 수 없지만 원자 단위까지 보다 정밀하게 결정구조를 볼 수 있다. 이 수준으로 구조가 밝혀지면 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 물질의 특성 예측이 가능할 수도 있다.

이 연구자는 "초전도가 아니더라도 매우 저렴하면서 상온에서 저항이 매우 낮은 신소재면 응용분야가 많다"고 말했다.

원자 수준의 구조 분석에 이어 전기적 물성과 일부 전기광학적 물성도 확인할 예정이다. 최종 결과는 연말께 나올 전망이다. 이를 위해 반도체 분석장비 등 가능한 기술을 총동원할 방침이다.

해외 연구진이 LK-99 샘플 제작에 성공했다고 밝히고도 특성이나 내부 구조는 천차만별인 것에 대해 이 연구자는 세라믹 화합물의 특성 때문이라고 말했다. 세라믹 화합물은 만드는 과정이 도자기 굽는 것과 비슷하다 보니 같은 재료를 사용해도 만드는 사람에 따라 결과물에 차이가 있다는 것. 또 논문에 담기지 않은 회사만의 노하우가 있다고 말했다. 퀀텀에너지연구소는 6년 전 이 물질을 개발했지만 부산물이 많아 순도가 떨어지고 재현성이 낮았는데 6년간 수준을 끌어올렸다.

이 연구자는 "해외 연구자들의 연구 중 미국 로렌스버클리국립연구소가 내놓은 이론연구 결과가 의미 있다고 본다. 논문에 공개된 물질과 조건을 토대로 컴퓨터 시뮬레이션을 해서 가능성이 확인된 것"이라며 "우리나라가 세계 최초로 만든 신소재가 등장할 수도 있다는 희망을 가지고 연구에 임하고 있다"고 말했다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr