LK-99, PCPOSOS 초전도체 발전사 간단 요약 만화

LK-99, PCPOSOS 초전도체 발전사 간단 요약 만화

본 내용은 DC인사이드 GNR 갤러리에 올라온 만화 형식의 초전도체 발전사 설명글을 퍼온 것입니다.

[포럼] (그림돌이)유입들을 위한 LK-99 소개와 상황 간단 정리 만화! - 원문출처

초전도 현상이라는 개념의 등장

1911년, 네덜란드의 과학자 헤이커 카메를링 오너스(Heike Kamerlingh Onnes)에 의해 초전도 현상이 세상에 드러난다.

마이스너 현상의 발견

이어서 1933년, 독일의 과학자 프리츠 발터 마이스너(Fritz Walther Meißner)에 의해 마이스너 현상(Meissner effect)이 발견된다.

초전도 현상을 설명하기 위한 BCS 이론의 등장

그리고 1957년, 초전도 현상을 설명하는 BCS 이론이 등장한다.

BCS 이론을 주창한 존 바딘(John Bardeen), 리언 N 쿠퍼(Leon N Cooper), 존 로버트 슈리퍼(John Robert Schrieffer)

30K(캘빈) = 섭씨 (영하) -243.15도

초전도성이 더 높은 온도에서도 발현된 사례가 등장

1986년, 스위스의 과학자 베드노르츠(Johannes Georg Bednorz)와 뮐러(Karl Alexander Müller)가 구리 기반의 초전도체를 발견했는데 무려 35K, 섭씨 영하 -238.15도에서 현상이 발생했다.

이후 물질의 종류, 조합법, 환경에 따라 점점 작동 온도가 올라가게 되었다.

2019년, 막스플랑크 연구소에서 영하 23도(250.15K)에서 초전도 현상이 일어나는 란타넘 하이브리드(Lanthanum Hydride)를 발표한다.

하지만 무려 169만 기압이라는 엄청난 압력을 요구했기에 상용화는 불가능에 가까웠으며 상온도 아니었다.

하지만 그럼에도 희망적이었다.

그 어떤 연구도 상온 초전도체의 존재를 부정하지 않았기 때문이다.

더 나아가 과학자들은 생각했다.

만약 이런 고압 환경이 아님에도 상온에서 초전도 현상이 나온다면?

아바타 - 언옵테늄

응집물질 물리학의 꽃이며 태양인 상온 상압 초전도체의 개념이다.

상온 상압 초전도체라는 개념의 등장과 랑가 디아스 사태

2023년 3월 8일, 미국 로체스터 대학의 랑가 디아스 연구팀이 섭씨 21도, 294.15K에서 초전도성을 보이는 물질을 발표한다.

그리고 이 물질이 초전도성을 갖기 위해 필요한 기압은 겨우 1만 기압이었다.

이것은 상용화에 거의 근접한 수준이었고 전세계 과학계는 축하를 보내며 들썩였다.

게재된 여러 논문들 모두 다른 과학자가 재현하기 매우 어려우며, 데이터 분석 방법에 하자가 있어 과학자들이 사기를 의심하기 시작했다.

싸늘하다...

이에 학자들은 상세한 프로세스를 요구했지만, 회사를 창업하고 지식재산권을 주장하며 학계의 요구를 거부한다.

Unearthly Materials(초자연적 재료) - Powering the century of superconductivity(초전도 시대를 열다)

학계를 이용한 스캠(Scam), 금융사기일 가능성이 높아지자, 많은 과학자들은 분노하고 실망했으며 냉정해지기 시작했다.

대규모 스캠 사태로 인해 초전도체 발명에 부정적인 시각을 갖게 된 과학자들

그리고 겨우 몇 개월 뒤인 2023년 7월 22일, 공개 학술논문 사이트인 arXiv에 한국인 과학자의 논문이 하나 올라온다.

고려대 연구교수인 권영완 교수가 올린 세계 최초 상온 상압 초전도체라는 놀라운 제목으로.

LK-99의 등장이다.

초전도체라는 개념 자체를 부정적으로 여기는 분위기 속에서 등장한 LK-99

LK-99는 현대적 두벌식 타자를 최초로 만든 고려대학교 화학과 교수인 고 최동식 교수의 이론을 기반으로 만든 물질이다.

그의 제자 과학자인 이석배와 김지훈이 1999년부터 연구해 온 특이한 물질이다.

Lee 석배와 Kim 지훈이 99년도 부터 만들기 시작했다 하여 LK-99라는 이름이 붙게 되었다.

이후 이석배는 2008년 LK-99 연구를 위해 퀀텀 에너지연구소(이하 QE)를 독자 설립했다.

LK-99의 등장배경과 개발 비화

그리고 그는 QE 연구원들과 함께 LK-99 제작을 십수 년 간 수천 번 반복한다.

그러던 어느 날, 석영관이 깨지는 사고가 발생하고 그 속에 들어있던 샘플에서 놀라운 자성을 보게 된다.

그렇게 2017년, 더 정밀한 데이터 측정을 위해 권영완 교수와 접촉해 함께 연구를 진행하며 여러 협력을 통해 데이터를 축적한다.

퀀텀에너지연구소의 동의 없이 LK-99 관련 논문을 아카이브에 게재한 권영완

하지만 이석배 대표는 논문에 게재하기엔 이론 부분이 취약하다고 느꼈던 것 같다.

그래서 최소 2021년 이후, MIT(모트-절연체 전이현상) 전문가이자 BR-BCS이론을 만들던 김현탁 박사와 접촉한다.

하지만 개인 문제인지 특허 문제인지는 몰라도 2023년 3월, 권영완 교수가 QE에서 나온다.

그리고 4개월 후, 권영완 교수는 QE의 동의 없이 arXiv에 LK-99 논문을 올리게 된다.

너무나 간단해 누구나 따라할 수 있었던 쉬운 레시피, LK-99 제작 방법

이런 불안정한 경위 속 공개된 논문의 내용에는 LK-99의 제작법까지 공개가 되어있었다.

산화납과 황산납을 1:1 몰비율로 혼합

가마에서 공기와 함께 725도로 24시간 가열 = 라나카이트 생성

구리와 인을 3:1 성분비로 혼합

그램당 20cm 석영관에 넣어 진공상태로 밀봉 후 550도로 48시간 가열 = 인화구리 생성

생성된 라나카이트와 인화구리를 가루내어 1:1 몰비율로 혼합

고진공에서 925도로 5~20시간 가열

LK-99 완성!

생각보다 구하기 쉬운 재료들과 간단한 제작 방식으로 눈길을 끈 LK-99는 금새 SNS에서 뜨거운 감자로 자리잡는다.

랑가 디아스 사태 이후 같은 형태의 스캠이라고 의심받았지만 사기 혐의는 벗겨진 LK-99

더해 미국 로렌스 버클리 국립 연구소에서 시뮬레이션을 돌린 결과 초전도성과 관련 있는 특징이 만들어질 수 있다고 발표한다.

아주 극단적으로 낮은 확률이었지만...

실제로 이를 증명이나 하듯 9월 19일까지 완벽히 재현에 성공한 곳은 한 곳도 없었고 일부 연구기관과 개개인이 각각 제작을 진행중이다.

이에 'QE가 경영난에 찌들어 스캠, 금융 사기를 저지른 거다.' 라고 말하는 사람도 있었지만, 랑가 디아스 사태 때와는 다르게 직접 재현물의 데이터와 논문 속 데이터를 비교할 수 있었고, 다행히 학자들은 사기는 아니라고 일축했다.

황화구리를 LK-99라는 신물질로 착각한 것이라는 주장이 등장하다

하지만 얼마 지나지 않아 황화구리와 LK-99의 상전이 데이터가 서로 유사한 모습을 보인다는 것이 알려지며 황화구리 착각설이 두드러진다.

더해 독일의 막스플랑크 연구소에서 '순수한 LK-99 결정'이라고 주장하는 물질을 제작했으나 이것이 부도체로 측정되며 모든게 끝나는 듯...

특정 온도 대에서만 '비슷한' 값이 나오는 데다 온도가 낮아지면 저항이 올라가는 황화구리는 끼워 맞추기에 가깝다고 비판 받았으며,

원자 한 두개로 그 성질이 완전히 달라지는 세라믹 화합물의 특성상 '순수하면 안될' 수 있었기 때문에 막스플랑크의 결정은 해답이 되지 못했다.

막스플랑크 연구소는 LK-99 합성에 실패, 전혀 다른 걸 만들어놓고 LK-99라고 주장했다. 자신들의 실패작이 LK-99이며, 부도체라고 우긴 것이다.

수많은 의심과 헛소리에도 불구하고 묵묵부답 퀀텀에너지연구소

사실 제일 좋은 건 그냥 QE에서 샘플을 제공하면 되는 것이지만, QE는 침묵으로 일관했다.

사실 QE는 이미 LK-99 특허를 준비중에 있었으며 동시에 APL Materials (학술잡지) 투고를 준비하고 있었다.

하지만 이렇게 화제성이 커지면 APL의 부담이 커져 논문을 거부할 수 있고, 이러면 특허가 돼도 투자는 날아간 셈이었다.

거기에 부족한 인원으로 특허를 준비하고 논문에 필요한 데이터를 만들어야 하나 이만저만 짬이 날 수가 없는 상황이었다.

QE 관련자는 김현탁 교수와 의논하여 조만간 입장을 밝힐 거라 말했지만 위 이유들 때문에 APL 게재 후에야 될 것 같다.

그러니 퀀텀의 발표는 차분히 기다리고 LK-99에 대해 더 자세히 알아보도록 하자!

초전도체 LK-99가 새로운 제작공법으로 PCPOSOS라는 신물질로 재탄생하게 된 배경

LK-99는 3가지 모습이 존재한다.

LK-99는 고상, 잉곳, 박막의 세가지 형태로 존재한다.

논문대로 제작시 제일 먼저 고상이 나오고

고상물질을 깨서 핵심 구조가 거의 없는 불순물을 치워낸 게 잉곳이다.

그리고 완전 별개의 제조법을 사용한 것이 바로 박막이다.

박막은 기상증착이라는 방법을 사용해 일반적으로 만들 수 없는 얇은 두께를 구현한 것이다.

하지만 논문에는 고상에 대해서만 상세히 적혀있고 박막은 특허에 대부분 적혀있다.

애초에 상용화를 목적으로 만들어진 신물질, 비밀 레시피까지 모두 공개할 수는 없다

이유는 바로 애초에 상용화를 목적으로 한 화합물이었기 때문이다.

논문 속 고상 방법은 원리만 담긴 비 상용 연구 목적용 방법이다.

때문에 LK-99의 순도와 수율을 높이기 위해 고민하다 나온 결정체가 바로 박막 방법이라는 것이다.

그러면 왜 둘이 다른 결과가 나오는 것일까?

이는 초전도성 물질의 구조 때문으로 핵심 물질이 1차원, 즉 선의 모습으로 산재하기 때문이다.

한눈에 봐도 박막이 특성의 측정 자체가 한 차원 편해지며 상용화 하기에도 훨씬 나아보인다.

심지어 논문과 특허에 따르면 이 두 방법은 서로 데이터마저 차이난다.

그러면 왜 헷갈리게 논문 속 데이터와 샘플을 박막으로 하지 않았을까?

이는 산업 목적으로 만든 물질의 논문은 꼼수를 써서 재현성을 낮춘 걸 게재한다는 점으로 추측 가능하다.

만들기가 너무 간단하면 특허권 방어가 어렵다

이외에도 비슷한 사례가 여럿 있으므로 재현성을 낮추는 행동이 납득된다.

한국에너지공과대학교와의 협력 관계를 고려해도 모든 레시피 공개는 불가능

또한 협력 파트너 문제도 있다.

퀀텀은 상용화를 위해 2023년 5월 한국에너지공과대학(이하 한전공대)과 MOU를 맺었다.

핵심 제조법까지 다 까버리는 것은 한전공대 한테도 민폐라는 것이다.

한전공대는 LK-99 박막의 저저항 성질을 보고는 이를 상용화하기 위한 연구를 진행중이다.

여전히 사기가 아닌지 의심하는 사람들, 내막을 모르면 그럴 수 있다

물론 지금까지의 내용을 보면 이런 생각이 들 수도 있다.

황우석 박사 사태는 연구 윤리 위반과 데이터 조작이 문제가 된 케이스다.

하지만 LK-99는 연구 윤리와 관련된 연구도 아니거니와 데이터 조작도 가능성이 낮다.

무한동력은 과학의 기본 법칙인 열역학법칙에 정면으로 위배되는데

반해 LK-99는 확정된 이론이 없을 뿐 현재 기반 이론인 BR-BCS이론은 분명 기존 이론의 연장선이다.

계속 연구중인 팀들도 여럿 존재하며 불가능하다는 만큼 가능하다는 과학적 근거도 여럿 있기에 희망을 가질 수 있다는 것이다.

병적 과학이 아닌가 의심받는 건 어쩔 수 없는 부분이 있다 쳐도, 사기, 유사과학, 과학 가치 훼손은 절대 아니며

주류 과학자들의 부정적인 스탠스는 여러 기관의 검증과 대체 가능한 설명들을 더 신뢰하기에 그런 것이다.

물론 이 뿐만이 아니다.

암울한 요즘 뉴스들 사이에서 홀로 희망적이니 떡밥 하나 풀릴 때마다 얼마나 즐거운지...

마지막으로 'LK-99 상온상압 초전도체'라는 이름은 너무 기니 줄여서 초전도치라고 부르자.

결론 = 초전도치는 귀엽다.

LK-99, PCPOSOS, 귀여운 초전도치 짤방 밈 모음집.zip

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일본에서도 화제인 LK-99, 한중일 3국의 돈이 몰리는 초전도체 관련주

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2024.01.29 - [세상 모든 것을 리뷰하다] - 약간의 국뽕, 한국에서 최첨단 미래사회를 경험하는 외국인들

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