韓 연구진 "LK-99, 상온 초전도체 아냐…저항 큰 부도체"

연구진 '검증 백서' 공개
퀀텀, 시료제공 안해...자체 합성 실험 결과

퀀텀에너지연구소 및 한양대 연구진이 공개한 상온 초전도체'LK-99'.ⓒ뉴시스

국내 연구진들이 LK-99를 상온·상압 초전도체로 볼 근거가 없다는 결과를 내놨다. 그들은 LK-99가 비저항값이 큰 부도체에 불과하다는 결론을 내렸다.

한국초전도저온학회 LK-99 검증위원회는 13일 'LK-99 검증 백서'를 공개하고 이같이 밝혔다.

LK-99 검증위는 경희대·고려대·부산대·서울대·성균관대·포항공대·한양대 등의 연구기관 8곳이 모여 지난 8월2일 구성됐다. 검증위는 지난 10월 말까지 LK-99 재현 실험을 진행하며 총 5차례 중간 브리핑을 진행한 바 있다. 검증위는 이번 백서 발간을 끝으로 활동을 완전히 종료한다.

상온 상압 초전도체 LK-99는 지난 7월22일 제조법 등을 담은 논문 2편이 논문사전공개사이트 아카이브에 게재되면서 전 세계적인 관심을 얻었다. 초전도체는 전기저항이 없고, 자석을 공중부양할 정도의 마이스너(반자성) 특성을 가진 신물질이다. 그동안 초전도체는 초저온·고압력 환경에서만 구현할 수 있었는데, 상온 상압에서도 가능해질 경우 자가공명장치(MRI)나 자가부상열차, 전력 공급 등의 비용을 획기적으로 낮출 것으로 기대 받고 있다.

검증위는 두 편의 아카이브 논문의 데이터가 제로(0) 저항 및 마이스너 효과를 보여주고 있지 않다는 사실을 바탕으로 상온 상압 초전도 주장에 대한 문제점이 초기부터 지적돼왔다고 설명했다.

검증위는 최초 출범 이후 LK-99 원 개발자인 퀀텀에너지연구소의 LK-99 시료를 제공받아 교차측정하고, 발표된 논문의 제작 방법을 이용한 재현 연구를 통한 두 가지 검증에 나섰다. 하지만 퀀텀에너지연구소 측이 시료를 제공하지 않아 약 4달이 지난 현재까지도 교차측정 검증은 이뤄지지 못했다.

LK-99 시료가 확보되지 않아 검증위는 공개된 합성방법에 따른 합성, 고유 방법을 사용한 합성, 단결정 시료의 합성 등 3가지 방법을 활용했다. 3가지 합성 모두 상온이나 저온에서 초전도성을 보인 물체는 구현되지 않았다.

검증위는 LK-99 원 논문에 담긴 비저항데이터가 보여준 100℃ 근처의 급격한 변화는 이후 연구에서 황화구리(Cu2S) 불순물이 가지고 있는 상전이(외적 조건에 따라 전도체 상태가 바뀌는 것)에 의한 것으로 제안됐다고 밝혔다.

검증위가 진행한 실험에서 만들어진 시료 중 일부에서도 100℃ 근처에서 비저항값이 급격히 변하는 경우도 있었으나, 이는 불순물 상의 상전이에 의한 결과로 판단됐다.

불순물이 없는 단결정 성장 연구 결과에서는 LK-99가 상전이가 없는, 저항이 매우 큰 부도체라는 결론이 나왔다. 불순물 없이 균일한 조성을 가지는 단결정 시료에서는 10GΩ 수준의 비저항값이 측정됐다. 검증위는 "LK-99가 근본적으로 부도체임을 보여주는 것"이라고 설명했다.

LK-99 재현 시도는 해외 연구기관에서도 수차례 진행됐다. 8월 초 집중적으로 발표된 논문들에서 LK-99가 초전도에 유리한 특성을 가질 수 있다는 주장이 담기며 상온 상압 초전도체에 대한 기대가 올라가기도 했다.

하지만 이후 발표된 실험 논문에서 저항 및 자화율 측정 결과가 초전도성을 보여주는 결과는 없었고, 국내와 마찬가지로 불순물이 적은 시료의 경우 상전이가 관측되지 않았다고 한다.

검증위는 "교차검증이 이뤄지지 않은 상황에서 검증위는 원 논문에 발표된 데이터 및 국내외의 재현연구 결과를 바탕으로 결론을 내릴 수밖에 없다"며 "원 논문에 보고된 저항 및 자성측정 데이터는 상온 상압 초전도 특성을 보여주고 있지 않다"고 강조했다.

이어 "국내외 재현 실험 연구도 저항 0 및 마이스너 효과를 보여주는 경우는 없었다. 대부분의 결과는 LK-99가 오히려 비저항 값이 매우 큰 부도체임을 보여주고 있다"며 "검증위는 '원논문의 데이터와 국내외 재현실험연구결과를 종합해 고려해보면 LK-99 가 상온 상압 초전도체라는 근거는 전혀 없다'는 결론을 내렸다"고 덧붙였다.

또 "과학적 발견에 대한 1차적 증명의 책임은 처음 발견한 연구자에게 있다"며 LK-99가 상온 상압 초전도체라는 주장이 일방적인 주장에 그치지 않고 과학적인 보편성을 갖는 사실로 입증되기 위해서는 제 3자에 의한 교차측정과 재현 등의 절차가 반드시 뒤따라야 한다"고 말했다.