상온 상압 초전도체, 아바타부터 LK-99까지
초전도체 테마주 광풍이라는 뉴스가 소식은 초전도체 뉴스가 얼마나 뜨거운지를 보여주고 있습니다. 2023년 7월 대한민국 퀀텀 에너지연구소는 상온 상압 초전도체 LK-99를 발표했습니다. 이번 포스팅에서는 LK-99 뉴스를 이해하는데 필요한 기본 지식을 정리해 보겠습니다.
글의 순서
초전도체란, SF 영화 아바타에서 등장한 초전도체
현재 지구상의 초전도체 활용 분야
상온 상압 초전도체가 바꿀 MRI 진단 경험
상온 상압 초전도체라면
퀀텀에너지연구소의 상온 상압 초전도체 LK-99
초전도체 테마주 광풍
초전도체란, SF 영화 아바타에서 등장한 초전도체
초전도체는 전기 저항이 없으면서, 자기장을 밀어내는 성질을 가진 물체입니다. 자기장을 밀어내기 때문에 자석 위에서 초전도체가 공중부양하게 됩니다.
2009년에 나왔던 SF 영화 아바타에서 외계종족인 나비족의 거주지가 공중에 떠 있었는데, 그들의 거주지에 초전도체가 묻혀 있어서 뜬다는 설정이었습니다. 아바타라는 영화에서 나왔던 초전도체 이름은 언옵테늄이었고, 가격은 1kg당 300억원에 달했습니다. 영화에서 언옵테늄은 극저온 초전도체가 아니라 상온 상압의 초전도체라는 것이 주목할 부분입니다.
현재 지구상의 초전도체 활용 분야
지난 포스팅에서 초전도체의 활용분야 몇 가지를 알아보았는데요. 각각 전력망에 쓰일 초전도 케이블, 의료기기인 MRI의 초전도 자석, 뇌자도 장치, 심자도 장치에 들어가 있는 초전도 양자간섭소자, 그리고 KSTAR라는 핵융합장치에 들어있는 초전도 자석이었습니다. 이 초전도체 활용 분야의 공통점은 초전도성 구현을 위해 액체헬륨으로 극저온 상태로 만들어 준다는 것이었습니다.
이 밖에도 시속 600km의 고속까지도 가능한 자기부상열차, 초전도 풍력발전기, 초전도 전력저장장치, 초전도 변압기 등 초전도체 활용 분야는 다양합니다.
그렇지만, 아직까지 이 기술이 널리 쓰이지 못하고 있습니다. 이유는 바로 현재의 초전도체는 극저온 환경에서만 초전도성이 발현되기 때문입니다. 절대 0도에 가까운 극저온 환경이 항상 따라 다녀야 합니다. SF 영화 아바타에서처럼 상온에서 초전도성을 띠는 물체가 존재한다면, 초전도체 활용 분야가 점차 확대될 것이고, 인류의 삶을 크게 변화시킬 수 있을 것입니다.
상온 상압 초전도체가 바꿀 MRI 진단 경험
MRI 장비에는 초전도 자석이 들어가 있습니다. 초전도 자석 덕분에 MRI 장비는 우리 일상에 가까이 와 있습니다. 1.5T(테슬라)급의 초전도 자석이 활용되는 MRI장비는 초전도 자석을 극저온 상태로 유지시키기 위해 액체헬륨과 극저온 냉동기를 사용합니다. MRI 검사를 해 보신 분들은 아시겠지만, MRI 기계에 들어가서 촬영을 하고 있는 동안은 무척 불편하고 괴롭습니다. ‘뚱땅뚱땅’ 깨지는 소리가 나는데, 이 소리는 극저온 냉동기 구동 소리입니다. 그러니까 현재는 MRI 장치가 섭씨 영하 269도의 극저온에서만 동작하고, 극저온울 유지시켜주기 위한 장치가 계속 작동하고 있습니다. 상온, 상압 초전도체라면 냉각장치가 필요 없으니, MRI 검사의 부담을 덜어낼 수 있을 것입니다.
만약 초전도 자석이 아니라 일반 자석이라면 어땠을까요? MRI 촬영에서의 불편한 경험은 덜 하겠지만, MRI 장치는 훨씬 부피가 크고, 열이 많이 발생할 것입니다. 센 전자석을 만들기 위해 필요한 전력량, 열을 식히기 위한 에너지, 그리고 커다란 공간이 필요하기 때문에 현재처럼 많은 곳에서 활용하지는 못했을 것입니다.
상온, 상압 초전도체라면
현재까지의 초전도체는 영하 269도부터 영하 183도까지라는 극저온 환경에서 초전도 현상을 보였습니다. 2019년에는 영하 23도, 압력 1700억 Pa에서 초전도 현상을 보이는 란타늄 수소 화합물 만들기도 했습니다. 이때의 환경은 초고압 환경입니다. 1기압이 101325 Pa이니까 상상할 수 없는 높은 압력입니다.
만약 상온 상압에서도 초전도체로 동작하는 물질이 생긴다면 에너지 혁명이 일어날 것입니다. 상온 상압 초전도체를 개발한 사람은 의심할 것 없이 노벨상입니다. 그러므로 2023년 7월에 대한민국에서 상온, 상압의 초전도체를 만들었다는 뉴스는 충분히 세상을 놀라게 할 만합니다. 그 초전도체가 바로 LK-99입니다.
퀀텀에너지연구소의 상온, 상압 초전도체 LK-99
퀀텀에너지 연구소는 논문과 함께 초전도체라고 주장하는 LK-99의 영상을 공개했습니다. 자석 위에 동전 모양의 검은 물체가 비스듬히 들려 있습니다. 완전 공중부양이 아니라 한쪽 면이 자석위에 살짝 닿아있는데요. 어쨌거나 뜨다시피 한 모습은 놀랍습니다. 이 물질이 바로 초전도체 물질이라고 주장하는 LK-99입니다.
2028년 8월 현재 세계의 유명한 대학과 연구소들은 상온 상압 초전도체인 LK-99를 검증하고 있는 중입니다. 예를들어 미국의 프린스턴 대학, 독일의 막스플랑크 연구소는 LK-99가 특이한 성질을 보였지만 초전도체는 아닌듯하다는 결론을 내놓았습니다. LK-99가 초전도체가 아니다라고 단정한 것은 아닙니다. 다만 연구자들을 설득할 만한 충분한 데이터와 설명이 부족하다는 것입니다. 또 다른 과학자들의 검증결과가 기다려집니다.
초전도체 테마주 광풍 주의
2023년 7월 LK-99라는 초전도체에 대한 논문이 아카이브에 올라왔고, 그 이후로 초전도체 뉴스가 뜨겁습니다. LK-99라는 초전도체 개발 가능성은 초전도체 활용 분야로 관심이 갔고, 즉시 주식시장에 그 관심이 반영되었습니다.
올해 시장 최대 테마주는 초전도체 관련 주입니다. 초전도체 응용기술을 가졌다는 어떤 기업은 2023년 7월31일부터 상한가 3회로 사흘만에 2배가 올랐습니다. 거래정지 하루가 있었고, 그 다음날엔 하한가를 쳐서 그야말로 주가가 롤러코스터를 타고 있습니다. 주식투자에 각별한 주의가 필요해 보입니다.
마치며 …
이번 포스팅에서는 LK-99 뉴스를 이해하는데 필요한 기본 지식을 정리하였습니다. 인류는 상온 상압 초전도체가 세상에 나오기를 기다리고 있습니다. LK-99가 초전도체라고 인정받는다면, 세상에 큰 변화가 있을 것입니다.
LK-99가 상온, 상압에서 전기 저항이 0이고, 자기장을 밀어내는 마이스너 효과 있다는 과학자들의 검증 결과가 기다려집니다.
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1. 초전도체란? 초전도체 이해를 위한 초전도체 역사
2. 초전도체 활용 분야 : 초전도 케이블
3. 초전도체 활용 의료기기 : MRI, 뇌자도, 심자도 장치
4. 초전도체 활용 분야 : 핵융합장치 KSTAR
5. ChatGPT 플러그인, 멀티 모달 인공지능
참고자료
[1] MBCNEWS, [비즈&트렌드] 초전도체 테마주 광풍‥’LK-99′ 진실은? (2023.08.11/뉴스투데이/MBC)
[2] 권준범(2016), [연재기획] 생활의 질적 향상 이끄는 ‘초전도기술’, 에너지신문