네이처가 내린 결론 “LK-99는 초전도체 아니다”

각국 분석·판단 종합 “황화구리 등 불순물 탓에 전기저항 일시적 감소”

국제학술지 네이처가 퀀텀에너지연구소 등 국내 연구진이 만들었다고 하는 ‘LK-99’에 대해 “초전도체가 아니다”라고 밝혔다.

네이처의 자체 실험을 통한 검증은 아니고 각국 연구진의 분석과 평가를 종합해 내린 결론이다. LK-99가 초전도체처럼 보이는 건 LK-99 내부에 불순물 형태로 섞인 황화구리의 성질 때문이라는 주장이다.

네이처는 16일(현지시간) 인터넷에 게재한 기사를 통해 “LK-99의 퍼즐이 맞춰진 것으로 보인다”며 “전기저항의 급격한 하락과 부분적인 자기부상은 (LK-99) 재료에 섞인 불순물인 황화구리 때문으로 보인다”고 전했다.

초전도체는 전기저항이 사라지고, 자기부상 현상이 나타나는 물질이다. 지금도 초전도체는 있지만, 영하 200도 내외 극저온에서만 작동한다. 거대하고 비싼 냉각장치가 필요하다. 이 때문에 초전도체 기술은 널리 퍼지지 못하고 있다.

그런데 퀀텀에너지연구소 등 국내 연구진이 지난달 22일 논문 사전공개 사이트 ‘아카이브’를 통해 자신들이 ‘상온 초전도체 LK-99’를 만들었다고 발표해 국내외 과학계와 대중에게 큰 관심을 불러일으켰다. 영상 127도 이하에서 초전도체로서의 특징을 보이는 물질을 만들었다고 했다. 사실이라면 상온에서도 냉각장치 도움 없이 작동할 수 있다.

그런데 네이처가 해외 전문가들의 분석을 인용해 LK-99가 상온 초전도체가 아니라는 결론을 내린 것이다. 이런 판단의 중요한 근거 중 하나는 전기저항이다.

퀀텀에너지연구소 등 국내 연구진은 LK-99의 전기저항이 크게 떨어지는 온도로 104.8도를 제시했다. 이에 대해 네이처는 이날 기사에서 미국 일리노이대 어바나샴페인 캠퍼스 소속 화학자인 프라샨트 제인 연구원의 분석을 인용해 “104도는 황화구리가 ‘상전이’를 나타내는 온도와 같다”고 전했다.

상전이는 물체의 물리적 성질이 변하는 현상인데, 황화구리는 이 온도 밑으로 떨어지면 전기저항이 극적으로 감소한다는 것이다. 황화구리가 LK-99 내부에 불순물 형태로 섞였고, 이 때문에 LK-99가 마치 상온 초전도체 같은 특성을 보였다는 뜻이다.

이와 관련해 네이처는 지난 14일 독일 막스플랑크 고체연구소가 황화구리 등 불순물이 빠진 LK-99 샘플을 만들어 분석한 결과를 언급했다.

불순물을 제거한 뒤 검증한 결과, 순수한 LK-99 샘플은 전기저항이 없는 초전도체가 아니라 반대로 수백만 옴에 이르는 큰 전기저항을 가진 절연체라는 점을 확인했다는 것이다.

네이처는 세계 각국 연구진에서 재현한 일부 LK-99 샘플에서 자기부상 현상이 부분적으로 관찰된 것도 초전도체 효과 때문이 아니라고 봤다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com