열기전력 0 물질 세계 첫 발견

온도차에 따라 전위차가 생기는 현상인 「제벡 효과(Seebeck Effect)」가 발생하지 않는 물질이 한국 과학자에 의해 세계 최초로 발견됐다.

서울대 재료공학부 유한일 교수와 미국 필라델피아 드렉셀(Drexel)대 재료공학부 M W 바숨, T 엘 라기(T El－Raghy) 교수팀은 다결정 구조를 가진 세라믹 물질인 Ti₂SiC₂의 열기전력 측정 결과 실험오차 범위내에서 실온인 섭씨 20도부터 섭씨 550도까지의 범위에서 온도차에 따른 전위차가 전혀 생기지 않는 현상인 「열기전력이 0이 되는 현상」을 발견하는 데 성공했다고 발표했다.

연구팀은 네이처지 5일자 최신호에 발표한 「Ti₂SiC₂의 열기전력은 0(Ti₂SiC₂ has negligible thermopower)」이라는 제목의 논문을 통해 『이외의 온도 범위에 대해서는 아직 측정을 해보지 않아 확실히 알 수는 없으나 확인된 것보다 훨씬 넓은 범위에서 이같은 현상이 계속 나타날 가능성이 크다』고 덧붙였다.

서울대 공대 고체이온공학연구실 관계자는 『전형적인 세라믹 소재인 Ti₂C와 SiC의 화합물인 이 물질은 상온에서 열기전력이 발생하지 않고 전기전도도와 열전도도가 금속 구리에 버금갈 정도로 높은데다 파괴인성, 강도 등 기계적 특성도 매우 뛰어나 세라믹 소재와 금속 소재의 장점을 함께 갖추고 있다』고 설명했다.

현재 미국 매사추세츠공과대학(MIT)에 객원연구원으로 머무르고 있는 유 교수는 『이에따라 회로 내부의 온도차이로 인한 전기적 잡음신호(noise)가 없는 회로의 제작이 가능하며 열기전력을 이용한 온도측정장치인 열전대(thermocouple)의 정밀도 향상, 열전 냉각장치 및 열전지 등의 성능향상 등에 응용될 수 있을 것』이라고 말했다.

<정창훈기자 chjung@etnews.co.kr>