LK-99 초전도가 맞을까? 미래를 바꾸는 혁명이 한국에 시작 되나?

 

퀀텀에너지연구소, LK-99 수정 논문 아카이브에 공개

'1차원 BR-BCS이론'으로 상온초전도 현상 설명

상온·상압 초전도체를 개발했다고 주장하는 퀀텀에너지연구소 연구진이 LK-99의 초전도 현상 원리를 설명하는 내용을 담아 논문을 수정 발표했다. LK-99가 지금까지 가능성만 제기됐던 1차원 초전도체라는 게 골자다. 육각기둥 구조 안에 세로로 연결된 구리원자 사이에서 전기가 저항 없이 흐른다는 것.

이석배·김지훈·김현탁·임성연·안수민·오근호씨가 저자로 참여한 연구진은 논문 사전공개 사이트 '아카이브'에 세번째 수정 논문을 실으면서 LK-99에서 상온·상압 초전도 현상이 일어나는 이론적 배경을 '1차원 BR-BCS이론'으로 설명했다. 이 이론은 극저온에서 일어나는 초전도 현상을 설명하는 주류 초전도 이론인 'BCS이론'을 포괄하면서, 극저온이나 초고압이 필요 없는 조건에서 일어나는 초전도 현상도 설명한다는 게 연구진의 주장이다.

연구진은 LK-99가 초전도 임계온도 위에서는 오믹(Ohmic) 금속특성을, 그 아래에서는 상온 및 대기압 조건에서 초전도체의 특성인 마이스너 효과를 나타낸다고 밝혔다. LK-99의 초전도 임계온도는 126.85도(400K) 이상으로 제시했다.

연구진은 이 물질이 상온 초전도 가능성을 갖는 요인을 두가지로 분석했다. 첫째는 납, 구리, 인이 산소와 결합한 아파타이트(Apatite·육각기둥 모양으로 원자 배열이 반복된 형태) 구조의 납 자리에 구리가 들어가 절연체·금속 전이(insulator-metal transition)가 일어나면서 부피가 수축된다는 것. 두번째는 임계온도에서 초전도 응축이 발생해 구리·산소·구리를 연결하는 1차원 사슬 구조에 변형이 일어나면서 반발성 쿨롱 상호작용이 강화된다는 것이다. 쿨롱 상호작용은 전기적 성질을 띠는 두 물질 사이에서 작용하는 힘의 일종이다.

연구팀은 그러면서 상온에서 초전도 상전이가 일어나는 메커니즘으로 '1차원 BR-BCS이론'을 제시했다. BR-BCS는 논문 저자 중 한명인 김현탁 미국 윌리엄앤드메리대학 교수가 기존에 있던 BR이론과 BCS이론을 결합해 2021년 제시한 상온 초전도 이론이다. 아직 과학계의 주류 이론이 아닌 만큼 LK-99를 통해 다시 조명받고 검증받아야 할 것으로 보인다.

이번 논문의 이론적 배경을 제시한 김현탁 교수는 "LK-99의 납 아파타이트 구조는 외부 육각형과 내부 육각형으로 구성됐는데, 그중 내부 육각형은 삼각형 두개가 겹쳐진 구조"라면서 "이 삼각형의 일부 납 원자가 구리 원자로 치환되는데, 이 때 구리는 최외각에 한개의 홀을 갖는 금속이 된다"고 설명했다.

삼각형이 층층이 쌓인 가운데 삼각형을 구성하는 구리가 세로 축으로 연결된 1차원 금속이 만들어진다는 것. LK-99의 경우 임계온도 위에서는 금속이고 그 아래에서는 초전도체가 된다. 김 교수는 원자치환으로 인해 납 아파타이트 결정의 부피가 수축하면서 원자간의 거리가 좁혀지고, 그 결과 구리원자 사이에 터널전류가 발생하면서 초전도 현상이 일어난다고 해석했다. 연구진은 국제학술지 APL(Applied Physics Letters)에 제출한 논문도 학술지 측의 리뷰 리포트를 받은 후 수정해서 낼 예정이다.

출처, https://n.news.naver.com/mnews/article/029/0002819417?sid=105

라는 기사에 네이처는 반박기사를 냈고, 초전도체에 대한 이슈가 늘어나서 신성델타테크, 서남 등 급등하기 시작했다.

I) 정황적 근거 

사실 이석배 교수는 처음에 상전이조합물로 알았으나(황하구리 포함) 시간이 흐륵수록 특허의 이름이 각각 변화하고 있음.

2008년 상전이물질,이의 제조방법 및 상전 이물질을 이용한 모듈의 제조방법

2012년 다중상전이 물질을 이용한 고효율 열이동-분산 시스템

2021년 상온,상압 초전도 세라믹 화합물 및 그제조방법. 

2) 이후 결과 

네이처에서는 해당 논문에서 발표한 내용이 진실이 아닐것에 초점을 두고 있으나, 금일 또 해당 내용에 대한 반박 기사가 나왔다.

/*  네이처에 대한 대응 */ 

조만간에 저널논문의 Review Report가 올텐데, 그 예상 답변서를 준비하고 있습니다.

질문 1에 대해서, 네이처 기사는 초전도성을 보지 못한 연구자들의 경험을 적어서 모은것입니다. 귀담아듣지 마십시요. 우리논문은 초전도성을 보여주고 있습니다.

질문 2에 대해서 같은 내용입니다. 아직 초전도 특성을 보지 못했다고 하지 않습니까. 더 노력해야 합니다.

연구자들이 너무 서두르고 있습니다. 조금만 지나보십시요.

예를들면, 저의 MIT (금속-절연체 전이) 연구를 검증하는데 약 2년 걸렸습니다. 그리고 박사과정 때 저널논문에 발표된 제조법에 따라 결정을 만드는데, 두사람이 매일 샘플 만들었는데도 성공하는 데도 1년 반이 걸렸습니다. 좀 더 지켜봐야 됩니다. 아직 한 달이 안되었습니다.

LK99속에 상온 초전도 상이 있습니다. 지금 초전도 문제로 너무 달아올라 있으니, 어느 정도 열기를 가라앉혀야 되므로 우리에게는 이런것들이 오히려 좋은 것입니다.

 

라는 것을 보았을떄, 혹시나 모를 기대감에 소소하게 금액을 배팅해보려고 한다.