[투자테마] 초전도체의 이슈와 관련주 대장주

최근 국내 연구진이 '상온 상압 초전도체'를 개발하여 사전논문 사이트 아카이브에 게재하면서 세계 과학계가 큰 관심을 받고 있습니다. 이에 따라 국내외 다수의 전문가들은 해당 논문의 진위 여부에 대해 의문을 품고 있지만, 초전도체 연구 분야의 과학자들은 해당 논문에 소개된 '레시피'를 기반으로 초전도체 제조에 적극적으로 도전하고 있습니다. 간단히 설명하면, 초전도체는 특정한 온도 아래에서 물질의 전기 저항이 0이 되는 현상을 나타냅니다. 이를 통해 전기 사용 시 발생하는 손실을 최소화하여 에너지 효율성의 혁신을 이뤄낼 수 있습니다. 또한, 자기장이 내부로 침투하지 않아 공중에 떠 다닐 수 있는 자기부상열차 등에 적용할 수 있는 잠재적 가능성이 있습니다. 

 

초전도체 주목 이슈

초전도체 개발은 과학 기술 분야에서의 혁신적인 발전 가능성을 열어놓았으며, 이러한 연구 결과를 높이 평가하고 지켜봐야 할 시점에 이르렀습니다. 그러나 아직 해당 논문의 검증과정이 완료되지 않아 많은 논란이 존재하고 있습니다. 따라서 앞으로 추가적인 연구와 검증을 거쳐 실용적인 초전도체 제조가 가능해질 것으로 기대됩니다. 과학계는 이와 같은 혁신적인 결과를 지지하며 발전 가능성을 탐색하고 있습니다.

 

 

초전도체를 주목하는 이유

최근 국내 연구진이 게재한 논문은 부족한 부분이 있음에도 불구하고 초전도체의 미지의 특성 때문에 전 세계 과학자들이 환호적으로 반응하고 있습니다. 초전도 현상은 네덜란드의 과학자 카메를링 온네스가 1911년 최초로 발견했으며, 심지어 당시의 천재 과학자 알버트 아인슈타인도 초전도 현상을 완전히 설명하지 못했습니다. 하지만 과학자들은 초전도체가 특정한 물체를 매우 낮은 온도로 냉각했을 때 저항이 0이 되는 현상을 명백히 관측했습니다. 이로 인해 초전도체를 연구하는 브랜드 마티어스는 "이론 물리학자들을 멀리하라"는 경험적인 규칙을 제시했습니다.

 

그리고 약 50년 후, 초전도체 이론을 설명하는 'BCS 이론'이 등장하게 됩니다. 그러나 또 다시 이론상으로는 불가능한 온도에서 초전도체가 발견되었습니다. 취리히 IBM 연구소의 게오르크 베드노르츠와 알렉산더 뮐러는 구리 함유 화합물로 약 -238도의 고온에서 초전도 현상이 일어나는 '고온 초전도체'를 발견했습니다. 이론적으로는 25K를 넘는 온도에서 초전도체를 찾을 수 없다고 예상되었지만, 이러한 기술적인 한계를 뛰어넘게 되었습니다.

 

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이후 과학자들은 더 높은 온도에서도 초전도체를 만들기 위해 연구에 힘쓰고 있으며, 그 중에서도 이석배 퀀텀에너지연구소의 연구팀은 '상온'과 '상압'에서 초전도체를 만들었다는 발표를 사전논문 사이트 '아카이브'에 올렸습니다. 이러한 발표로 초전도체를 사용하기 위해 극저온이나 초고압 환경을 조성하지 않아도 될 수 있다는 기대가 높아지고 있습니다.

 

초전도체 발견은 이론적으로 설명되지 않더라도 명백한 현상이 관측된다면 인정받을 수 있습니다. 국내 초전도 재료과학자인 김찬중 박사는 베드노르츠와 뮐러의 초전도체 논문 발표에 대해 "허술하고 간단한" 이야기를 전했습니다. 이후 일본에서 실험을 재현하고 물질의 결정구조를 밝혀냈다고 설명했습니다. 이와 같이 초전도체를 발견하기 위해서는 '재현성'이 필요하며, 다른 연구진이 동일한 결과를 얻을 수 있다면 이론적으로 설명되지 않아도 초전도체를 인정받을 수 있다는 점입니다.

 

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이번 발표된 논문의 경우, 초전도체를 만드는 방법이 상세하게 제시되었으며, 비교적 어렵지 않게 적용할 수 있습니다. 이로 인해 미국, 중국, 인도 등 세계 각국의 과학자들이 이 논문의 '레시피'를 검토하고 실험에 적극적으로 참여하고 있는 것입니다. 이러한 연구 결과는 초전도체의 상용화를 가속화할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

 

초전도체 논문의 쟁점 이슈

초전도체의 발견 역사에서는 이론으로 설명되지 않는 '현상'이 실제로 일어나서 초전도체의 특성을 확인하는 데에 어려움이 있었습니다. 이번에도 한국 연구진의 발표에 대해 일부 과학자 그룹이 상온에서의 초전도체를 재현하려는 노력을 기울이고 있습니다. 그러나 국내외 많은 과학자들은 이 논문에 대해 회의적인 입장을 취하고 있습니다. 이는 논문 내용이 너무 부족해서인데요. 초전도체를 인정받기 위해서는 다음 조건들을 충족해야 합니다. 첫째,특정 온도 아래에서 전기 저항이 0이 되어야 합니다. 둘째,자기장을 밀어내는 '마이즈너 효과'가 발생해야 합니다. 셋째,초전도체가 아닌 상태에서 초전도체로 변할 때 상전이가 일어나야 합니다. 상전이란 특정 온도에서 물질의 원자 배열은 바뀌지 않지만 전자의 상태가 변하는 현상을 의미합니다. 초전도체도 특정 온도에서 겉으로 보기에는 변함이 없지만, 전자들의 상태가 변화하여 자유롭게 움직이게 됩니다. 이때 물질의 원자나 이온이 어떤 순서로 배열돼 있는지, 즉 '결정구조'를 분석하여 초전도체의 상전이를 확인하는 방법이 사용됩니다. 한국 연구진의 발표 논문에는 위 세 가지 조건이 모두 포함되어 있습니다. 

아카이브에 실린 논문속의 초전도체 사진

그러나 학계에서는 연구진이 설명한 초전도체 조건 그래프가 불완전하다고 지적하여, 진짜 초전도체가 아닐 수 있다고 예측하고 있습니다. 예를 들어, 미국 라이스대의 더그 나텔슨 교수는 "두 논문의 자기적 특성을 설명하는 도표가 같은 데이터로 만들어진 것으로 보여야 하는데, 실제로는 눈금이 약 7000배 차이가 나는 것이 있다"고 지적하였습니다. 또한, 한국 연구진이 공개한 자석 위에 부양되는 초전도체 사진도 일부가 자석에 맞닿아 있다는 문제점이 지적되기도 했습니다.연구 내용이 엉성하다는 지적이 있지만, 큰 틀에서 초전도체 조건을 만족한다는 의견도 있습니다. 미국 일리노이대 교수인 나디아 메이슨은 "데이터가 약간 엉성하긴 하지만, 연구팀이 적절한 데이터와 제조 기술을 명확하게 제시한 점에 감사한다"고 말하면서, 이번 연구 결과에 대해 긍정적인 평가를 내놓았습니다.

 

 

초전도체 이슈는 결과적으로

한국 연구진의 상온 초전도체 발견에 대해서는 결론이 다른 연구진의 '재현' 여부에 따라 진위가 판단될 것으로 보입니다. 미국 메릴랜드 대학교 응집물질이론센터(CMTC)는 공식 트위터를 통해 "이 논문의 이론적, 배경적 논의는 너무 순진해서 우리 대학교 학부 프로젝트라면 F를 주었을 정도다"라고 비판하였으나, 이로 인해 논문의 실험적 주장을 무효화하지는 않는다는 사실을 강조하기도 했습니다. 그들은 "이런 주장은 실제 실험을 통해 검증되어야 한다"고 언급하여 '빠져나갈 구멍'을 만들었습니다. 즉, 논문의 내용이 이론적으로 아쉬운 부분이 있더라도 실제 실험 결과에 따라 유효성을 확인해야 한다는 것을 강조한 것입니다. 따라서 이후 다른 연구진들이 상온에서의 초전도체를 재현하고 검증하는 과정이 중요하게 될 것으로 보입니다.

 

초전도체 상용화 사례

일본은 초전도체 고속열차를 성공적으로 상용화한 선두국가입니다. 상온에서 초전도체를 활용해 자기 부상 기술을 도입하여 고속 운행과 에너지 효율성을 극대화했습니다. 이로써 뛰어난 속도와 안정성을 갖춘 혁신적인 고속열차 시스템을 구축하였습니다.그러나 일본의 초전도체 고속열차 상용화 사례는 혁신적이지만, 아직도 몇 가지 한계점이 존재합니다. 상온에서의 초전도체를 구현하는 기술적 어려움과 고비용으로 인해 상용화가 더디게 진행되고 있습니다. 또한, 새로운 인프라 구축과 기존 철도망과의 호환성 문제도 고려해야 합니다. 이러한 한계들을 극복하기 위해 더 많은 연구와 기술적 혁신이 필요합니다.

 

초전도체가 상용화가 된다면?

초전도체의 상용화는 다양한 분야에서 환경적인 변화를 가져올 것으로 기대됩니다. 첫째, 초전도체의 높은 에너지 효율성으로 인해 에너지 사용이 최적화되고 환경 부담이 줄어들 것입니다. 둘째, 초전도체를 활용한 고속열차와 자기부상 시스템은 대량 교통 수단으로의 전환으로 도로 교통 체증을 줄이고 대기 오염을 감소시킬 수 있습니다. 셋째, 초전도체를 활용한 새로운 에너지 저장 기술의 개발로 재생 에너지 효율성이 향상되고 전력 그리드의 안정성이 증대될 수 있습니다. 초전도체의 상용화로 더욱 친환경적이고 지속 가능한 사회의 구현이 기대됩니다.

 

초전도체 관련주 한국 미국

국내 상온 초전도체 관련주는 서남, 모비스, 원익피앤이, 신성델타테크, 덕성등이 있습니다.

미국은 IBM, Google, Microsoft, intel등이 초전도체 및 양자 컴퓨터 분야에 투자하고 있습니다.

 

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