진짜와 똑같은가짜 다이아

This is Not a Real Diamond

브라이언트 리나레스는 집안에 대대로 전해 내려오는 엄청난 비법을 하나 갖고 있다. 세계 최고 수준의 다이아몬드를 만드는 법이다. 7년전 그의 아버지 로버트는 고압 탄소가스실에서 다이아몬드를 만든 후 그것을 세척하기 위해 산성용액에 담갔다. 다음날 아침 그것을 확인하러 가면서 그는 평소처럼 노란 돌이 있으려니 생각했다.

공업용으로 일부 쓰이는 조잡한 인공 다이아몬드를 기대했지 설마 꿈에 그리던 돌이 있으리라고는 정말 예상치 못했다. 처음에는 아예 아무 것도 없는 것 같았다. 그러다가 비커 바닥에서 뭔가 눈에 띄었다. 너무 투명해 알아볼 수 없을 정도였지만 완벽한 0.25캐럿의 순수탄소였다. “세기의 발견을 한 순간이었다”고 브라이언트는 말했다. 많은 과학자들이 오래 전에 포기했던 일을 그의 아버지가 해낸 것이다. 바로 약혼 반지에도 어울릴 만한 보석을 만드는 일이다.

인조 다이아몬드는 새로울 게 없다. 이미 1950년대부터 품질 낮은 합성 다이아몬드가 생산되기 시작해 드릴 비트 같은 공구에 해마다 약 80t이 사용된다. 하지만 고급 크리스털은 엄청난 가능성을 내포하고 있다. 보석으로서의 용도는 아무 것도 아니다. 과학자들이 가장 열광하는 것은 다이아몬드 마이크로칩의 개발 가능성이다. 지난 몇년 사이 칩의 크기가 갈수록 줄어들면서 엔지니어들은 칩에서 방출되는 열을 어떻게 하면 분산시킬 수 있을지 고심했다.

반도체의 주요 부품인 실리콘은 섭씨 약 1백도에서 파괴되기 때문에 일부 전문가들은 10여년 후에는 새로운 물질이 필요할 것이라고 믿는다. 그 일에는 다이아몬드가 제격일지도 모른다. 다이아몬드는 5백여도를 견뎌낼 수 있으며 전자가 자유로이 통과할 수 있기 때문에 쉽게 열을 받지도 않는 편이다. 엔지니어들은 다이아몬드로 만든 마이크로칩 위에 훨씬 더 많은 회로를 집적할 수 있을 것이다. 그러기 위해서는 순수한 크리스털을 값싸게 만드는 방법을 완성시킬 수 있어야 한다.

경쟁은 이미 시작됐다. 리나레스의 회사 아폴로 다이아몬드는 지난 몇년간 비밀리에 기술을 향상시켜 현재 한주에 20캐럿의 다이아몬드를 만들어내고 있다. 그것은 보석용뿐 아니라 마이크로칩으로 가공할 수 있는 다이아몬드 웨이퍼용으로도 쓰인다. 경쟁사들도 바쁘게 움직이고 있다. 플로리다주의 제메시스사는 ‘다이아몬드 증식로’를 개발했다. 마치 초기의 프레스로 거친 다이아몬드를 만들어내듯 압력을 가해 고급 다이아몬드를 만들어내는 압착기다. 제메시스는 모두가 탐내는 귀금속인 블루 다이아몬드를 만들고 있다.

칩메이커들도 이 분야에 뛰어들고 있다. 일본 전신전화회사(NTT)는 이미 다이아몬드 반도체 기본 모형을 만들었으며, 일본 정부는 적극적으로 그 기술을 육성하고 있다. 미국에서는 대학과 군사 연구소에서 연구가 진행되고 있지만 최근 인텔이 관심을 보이기 시작했다. 그 기술을 실용화하려면 먼저 제조과정상의 불순물 제거 방법을 찾아내야 할 것이다. 그리고 단단하다는 것은 다이아몬드의 매력이지만 바로 그것이 가공을 어렵게 만드는 요인이기도 하다.

새로운 다이아몬드는 먼저 ‘소형 발광다이오드’(LED)로 평판 디스플레이와 고화질 TV에 등장할 것 같다. 그리고 물론 보석으로도 쓰일 것이다. 합성이라는 이미지가 문제지만 전문가들도 구별할 수 없을 것이다. 천연 다이아몬드 상인들은 걱정할 것 없다고 큰소리치지만 세계적인 다이아몬드 회사인 드 비어스는 천연 제품과 합성 제품을 식별할 수 있는 장치를 개발해 보석상들에게 배포하고 있다. 소비자들은 어떤 반응을 보일까. 제메시스가 미국에 블루 다이아몬드의 시판 체제를 갖추는 내년에는 알 수 있을 것이다.

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