IEEE스펙트럼 "란탄 수소화물, 상온 초전도체 개발 중요 역할 가능성"

최근 IEEE 스펙트럼(IEEE Spectrum)에 발표된 연구에 따르면, 새로운 란탄 수소화물(La4H23)이 상온 초전도체 개발에 중요한 역할을 할 수 있다는 가능성이 제기됐다. 이 새로운 물질은 기존 초전도체인 큐프레이트와 유사한 자기적 특성을 보이며, 더욱 실용적인 초전도체 개발의 희망을 안겨주고 있다.

IEEE 스펙트럼은 전기전자공학자협회 (Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 발행하는 기술 분야의 최신 동향과 연구 결과를 다루는 전문 매체다.

IEEE 스펙트럼에 따르면 란탄 수소화물은 희토류 금속인 란탄과 수소 원자를 결합한 물질로, 다양한 초전도 특성을 가진 화합물을 포함한다. 그중 란탄 데카하이드라이드(LaH10)는 -23°C라는 세계 최고의 초전도 전이 온도를 기록하며 주목받았지만, 2,000억 파스칼(압력 단위)이라는 극한 압력이 필요하다는 한계가 있었다.

이번에 발견된 La4H23은 -168°C의 전이 온도를 보이며, 1220억 파스칼의 압력에서 초전도성을 나타낸다. 특히 이 물질은 초전도성 분야의 슈퍼스타인 큐프레이트와 유사한 자기적 특성을 보여 더욱 기대를 모으고 있다.

큐프레이트는 1980년대부터 연구되어 온 초전도 물질로, 액체 질소의 비등점(-196°C)보다 높은 온도에서 초전도성을 나타낸다. 특히 높은 압력이 필요하지 않아 MRI 기계, 입자 가속기 등 실용적인 분야에 활용되고 있다.

연구자들은 La4H23이 유망한 란탄 수소화물과 실용적인 큐프레이트 사이의 '다리' 역할을 할 수 있다고 밝혔다. 이 '다리'를 통해 란탄 수소화물의 높은 전이 온도와 큐프레이트의 실용성을 결합해 상온 초전도체 개발에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것으로 기대된다.


IEEE 스펙트럼에 따르면 연구진은 La4H23을 강력한 자기장에 노출시켜 예상치 못한 특성을 발견했다. 일반적으로 자기장은 금속의 전기 저항을 증가시키지만, La4H23은 오히려 저항이 급격히 감소하는 현상을 보였다. 또한, 특정 온도 이하에서는 온도가 낮아질수록 저항이 증가하는 특이한 현상도 관찰되었다.

이러한 특징은 La4H23이 높은 임계 자기장을 가진 초전도체 개발에 중요한 단서를 제공할 수 있음을 시사한다. 높은 임계 자기장은 강력한 자기장을 생성하는 응용 분야에서 특히 중요한 요소다.


란탄 수소화물은 2020년 -23°C에서 초전도성을 나타내는 LaH10의 발견 이후 꾸준히 연구되어 왔다. La4H23은 이러한 연구의 연장선에서 발견된 또 하나의 유망한 물질로, 상온 초전도체 개발의 새로운 가능성을 제시하고 있다.

앞으로 La4H23에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되어 상온 초전도체의 꿈을 실현하는 데 기여할 수 있기를 기대한다. 이는 에너지 손실 없는 전력 전송, 초고속 컴퓨팅, 자기부상열차 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 수 있는 획기적인 발전이 될 것이다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com