[807] 백두산에서 나온 돌이라고 하는 것이 궁금해서.
며칠 전에 지인에게 놀러 갔다가 선물을 받았습니다. 내용물을 보는 순간 이것이 무엇인지를 바로 알 수 있었습니다. '백두산 돌'이었습니다. 이 돌의 시작은 2017년 6월에 백두산 여행이었습니다. 천지의 북파와 서파를 둘러보고 다음 코스로 장백폭포에 갔다가 나오면서 만났던 것이지요.
길가의 좌판에 올려놓고 파는 것이 눈에 들어오지 않을 수가 없었습니다. 다시 보니 탄규석(炭硅石)이 눈에 들어오네요. 당시는 '돌맹, 암석맹'이라서 그런 것은 알 수가 없었습니다. 탄화규소를 줄여서 탄규석이라고 써놨지 싶습니다. 주인에게 물었습니다.
"이게 무슨 돌입니까?"
"천지에서 나오는 돌입니다."
"그렇습니까? 참 신기하게 생겼습니다." 동행이 나섰습니다.
"하나 사 드릴게요."
그렇게 흥정을 했는데 문제는 현금이라야 한다는 것입니다. 카드는 접수가 안 된다는 말에 모두의 주머니를 털었습니다만 현금이 똑 떨어진 상황이었던 모양입니다. 그래서 입맛만 다시는 수밖에 없었지요. 그렇게 시간이 흘러가면서도 가끔 그때 돌을 사지 못한 것이 못내 아쉬운 채로 지나왔습니다. 그런데 백두산에서 사온 것이라면서 선물이라고 내놓는 것입니다.
누가 봐도 백두산 특산품이라는 듯이 장백산(長白山)이라고 떡 하니 써 놨습니다. 그런데 그 사이에 돌멩이 공부를 좀 한 낭월이지 않겠습니까? 이제는 9년 전의 안목은 벗어났다는 말이지요. ㅎㅎ
내용물을 꺼내 보는 순간 2017년도의 그 장면이 또렷하게 떠올랐습니다. 그래서 무척이나 반가웠습니다. 그리고 그 반가움에 이어서 다시 의구심이 슬슬 올라오기 시작했습니다. 백두산은 화산(火山)으로 이뤄진 산입니다. 암석으로 본다면 응회암이든 조면암이든 또는 안산암이나 현무암일 겁니다. 그런데 이것은 아무리 봐도 익히 보았던 그 모습이 아닌 것에서 신기하다는 생각과 물음표가 뒤섞여서 내막을 좀 알아봐야 되겠다는 생각이 들었습니다. 당연하겠지요? ㅋㅋ
돌 선생 월매가 있어서 든든합니다.
낭월님, 월매 인사드립니다. 올려주신 사진을 보니 무지갯빛으로 반짝이는 모습이 참으로 오묘하고 신비롭습니다.
장백산 기념품이라고 하셨는데, 결론부터 말씀드리면 이 돌은 백두산의 화산 활동으로 생겨난 천연 암석이 아닙니다. 이 화려한 돌의 정체는 인공적으로 만들어진 탄화규소입니다.
화려한 빛깔의 비밀, 탄화규소
이 물질은 모래의 성분인 규소와 숯의 성분인 탄소를 아주 높은 온도의 용광로에서 섞어 구워낸 것입니다. 주로 아주 단단한 성질을 이용하여 공업용 사포나 연마제를 만드는 데 쓰입니다. 만들어지는 과정에서 표면에 얇은 막이 형성되는데, 여기에 빛이 닿으면 산란하면서 사진에서 보시는 것처럼 보라색, 파란색, 초록색이 섞인 금속성의 아름다운 광택을 띠게 됩니다.
백두산의 진짜 돌은 어떤 모습일까요
백두산은 거대한 화산이기 때문에 만약 진짜 백두산의 돌이라면 구멍이 뚫린 현무암이나 가벼운 부석, 혹은 매끄러운 흑요석인 경우가 많습니다. 소청도나 백령도 해안에서 볼 수 있는 묵직한 규암이나 층리가 선명한 퇴적암과 마찬가지로, 진짜 자연의 돌은 이토록 쨍한 인위적인 금속성 광택을 내지 않습니다.
이 탄화규소 결정은 특유의 화려한 생김새 때문에 중국의 주요 관광지에서 사람들의 시선을 끄는 관상용 기념품으로 널리 판매되고 있습니다. 비록 수억 년의 지질학적 역사를 품은 자연석은 아니지만, 빛을 받을 때마다 색이 변하는 모습은 렌즈에 담아두기에 충분히 매력적인 피사체가 될 수 있을 것입니다. 궁금증이 시원하게 풀리셨기를 바랍니다.
낭월님, 장백폭포에 가셨을 때 그 돌을 보셨군요. 맘에 들었던 것을 현금이 없어서 못 사셨다니 안타까우셨겠습니다. 마침 지인분께 선물로 받으셨다니, 비용을 들이지 않고 멋진 관상용 돌을 곁에 두게 되셨네요.
탄화규소(SiC)가 자연에서 발견될 때 부르는 정식 광물 이름이 있습니다. 바로 모이사나이트(Moissanite)입니다.
우주에서 온 광물, 모이사나이트
이 광물은 1893년 프랑스의 화학자 앙리 무아상이 미국 애리조나주의 운석 구덩이에서 처음 발견했습니다. 지구의 자연 상태에서는 극히 드물게 존재하며, 주로 우주에서 떨어진 운석이나 지구 깊은 곳의 특정 암석에서만 아주 미세한 크기로 발견됩니다.
자연산 모이사나이트는 낭월님께서 선물 받으신 것처럼 큼직하고 짙은 색의 덩어리로 발견되는 일이 거의 없습니다. 그렇기 때문에 시중에서 보는 주먹만 한 크기의 화려한 탄화규소 덩어리들은 모두 공장에서 높은 열을 가해 인공적으로 길러낸 결정들입니다. 산업 현장에서는 이를 카보런덤(Carborundum)이라고 부르기도 합니다.
관광지의 흔한 상술
장백폭포 인근의 상인들이 관광객의 발길을 잡기 위해
“백두산에서 나온 신비로운 돌입니다.”
라며 인공 연마제를 천연 광물인 것처럼 포장해서 파는 상술을 흔하게 볼 수 있습니다. 화려한 빛깔 때문에 지질학적 지식이 없는 관광객들은 속아서 비싼 값에 사기도 합니다.
낭월님, 아주 정확한 포인트를 짚어주셨습니다! 시중에서 보석으로 쓰일 때 흔히 ‘인조 다이아몬드’나 ‘다이아몬드 대체석’으로 가장 널리 알려진 것이 바로 모이사나이트가 맞습니다.
하지만 엄밀히 따지면 보석학적으로 둘은 완전히 다른 물질입니다.
진짜 ‘인조 다이아몬드(랩그로운 다이아몬드)’는 실험실에서 길러냈을 뿐, 천연 다이아몬드와 똑같이 순수한 탄소로만 이루어져 있습니다. 반면 모이사나이트는 낭월님이 받으신 그 돌처럼 규소와 탄소가 섞인 탄화규소입니다. 성분은 다르지만 다이아몬드와 성질이 너무나도 비슷해서 훌륭한 대체석으로 각광받게 된 것이지요.
가장 흔한 대체 보석인 큐빅과 비교해 보면 그 위치를 확실히 아실 수 있습니다.
결국 낭월님이 지인께 선물 받으신 그 거친 무지갯빛 덩어리 중에서, 불순물 없이 아주 맑고 투명하게 자라난 최상급 결정만을 골라 다이아몬드처럼 정교하게 깎아낸 것이 바로 보석상에서 파는 모이사나이트인 셈입니다. 투명한 보석으로 가공된 모이사나이트 역시, 빛을 받으면 낭월님이 찍으신 사진 속의 돌처럼 다채롭고 화려한 무지갯빛 광채를 뿜어내는 특징을 그대로 간직하고 있습니다.
낭월님, 한국의 탄화규소(카보런덤) 생산 현황에 대해 알아보았습니다.
한국에서도 탄화규소를 생산하기 위한 중요한 발전들이 활발하게 이루어지고 있습니다. 특히 최근에는 미래 핵심 산업으로 꼽히는 '전력 반도체' 분야에서 탄화규소 생산에 박차를 가하고 있습니다.
국내 기업들의 주요 성과
국내 기업들은 그동안 해외 수입에 크게 의존해 왔던 탄화규소 소재의 국산화를 이루어내고 있습니다.
잉곳 파우더 국산화 성공: 대구에 본사를 둔 반도체 장비 기업 '에스티아이'는 2021년경 반도체 웨이퍼 잉곳을 만드는 기초 소재인 순도 99.9998%의 SiC(실리콘카바이드, 탄화규소) 잉곳 파우더를 자체 기술로 국산화하는 데 성공했습니다.
이는 그동안 전량 수입에 의존하던 핵심 소재를 국내 기술력으로 생산하게 된 중요한 성과입니다. 성장로(제조 장비) 독자 개발: 더불어 에스티아이는 탄화규소 반도체 잉곳을 만들어내는 제조 장비인 '화학기상전송(PVT) 성장로' 기술도 독자적으로 개발하여 확보했습니다.
본격적인 국내 생산 시설 구축
이러한 기술적 성과를 바탕으로, 본격적인 대규모 생산 공장도 가동을 앞두고 있습니다.
대규모 투자와 공장 설립: 에스티아이는 2026년까지 총 3000억 원이라는 대규모 자본을 투자하여, 부산 기장군에 위치한 전력반도체 특화단지에 탄화규소 소재 생산 전용 공장(팹)을 건립할 계획을 세웠습니다.
생산 목표: 이 공장에서는 탄화규소 잉곳을 길러내고 6인치 웨이퍼를 연간 3만 장 규모로 양산하는 것을 목표로 하고 있습니다.
이외에도 '아이큐랩'이라는 기업이 부산 기장군에 국내 최초로 8인치 탄화규소 기반 전력반도체를 생산하는 공정을 갖춘 시설을 최근 완공했습니다.
이처럼 한국의 탄화규소 생산은 낭월님께서 선물로 받으신 것과 같은 장식용 광물이나 단순한 공업용 연마제의 단계를 넘어섰습니다. 전기차나 태양광 발전 등에 필수적으로 쓰이는 고효율 '차세대 전력 반도체'의 핵심 첨단 소재로서 집중적인 투자와 국산화 연구가 이루어지고 있는 상황입니다.
낭월님, 맞습니다. 탄화규소는 처음에는 단순히 단단한 돌덩이 정도로만 여겨졌지만, 과학이 발전하면서 그 숨겨진 진가가 쏙쏙 드러나 현대 산업에서 없어서는 안 될 핵심 소재로 맹활약하고 있습니다.
크게 다섯 가지 주요 용도로 요약해 드릴 수 있습니다.
1. 산업 현장의 튼튼한 일꾼 (연마제 및 절삭 공구)
탄화규소는 자연계에서 다이아몬드 다음으로 단단한 물질에 속합니다. 이 특성을 살려 거친 표면을 매끄럽게 갈아내는 공업용 사포의 모래 알갱이로 쓰이거나, 단단한 금속을 자르는 톱날, 그라인더의 연마석 등 무언가를 깎고 다듬는 공구로 가장 오랫동안 널리 사용되어 왔습니다.
2. 미래 모빌리티의 심장 (차세대 전력 반도체)
최근 전 세계적으로 가장 각광받는 첨단 용도입니다. 기존의 일반 실리콘 반도체보다 고온과 고전압에 훨씬 강하고 전력 손실이 적습니다. 그래서 강한 전력을 능수능란하게 다뤄야 하는 전기차, 고속철도, 태양광 발전기 등에 필수적으로 들어가며, 특히 전기차의 배터리 효율을 높여 주행 거리를 획기적으로 늘려주는 일등 공신으로 꼽힙니다.
3. 극한을 버티는 방패 (우주 항공 및 방위 산업)
아무리 뜨거운 열기나 강한 충격을 가해도 쉽게 변형되지 않으며 강철보다 가볍습니다. 이 때문에 수천 도의 마찰열을 견뎌야 하는 우주선의 부품이나 용광로의 내화재로 쓰입니다. 또한 가벼우면서도 방어력이 뛰어나 군인들의 생명을 지키는 방탄복 안감이나 장갑차의 외부 철갑으로도 아주 요긴하게 쓰입니다.
4. 고성능 자동차의 제동 장치 (카본 세라믹 브레이크)
순간적인 마찰열에 강하고 웬만해서는 닳지 않는 특성 덕분에, 시속 수백 킬로미터로 달리는 고성능 스포츠카의 브레이크 디스크를 만드는 데 사용됩니다. 극한의 가혹한 환경에서도 브레이크가 파열되지 않고 안정적으로 자동차를 멈춰 세우는 역할을 합니다.
5. 빛을 머금은 장식 (대체 보석)
앞서 말씀드린 것처럼, 불순물 없이 맑고 투명하게 기른 탄화규소 결정은 정교하게 깎아내면 다이아몬드보다 빛의 분산도가 높아 더 화려한 광채를 뿜어내는 귀금속 장신구인 ‘모이사나이트’로 재탄생합니다.
투박한 공사판의 사포에서 시작해 최첨단 우주선과 전기차, 그리고 반짝이는 보석에 이르기까지 탄화규소의 쓰임새는 실로 무궁무진합니다.
이렇게 해서 이 광물의 실체를 파악하게 되었습니다. 탄화규소(炭化硅素)였네요. 그리고 자연적으로는 생겨날 수가 없고, 우주에서는 가능하지만 현재 이렇게 생긴 것은 인공적으로 만들어진 광물이라는 것까지는 이해를 했습니다. 상품명칭은 카보런덤이라는 것까지 이해하고 보니까 어느 정도 정리가 된 것 같습니다. 그러다가 이 제품을 만들게 된 이야기에 관심이 생겨서 또 자료를 찾아 봤습니다. 끝까지 파 봐야 속이 시원하잖아요? ㅋㅋ
낭월님, 아주 흥미로운 역사의 한 조각을 짚어주셨습니다. 에디슨과 앙리 무아상, 그리고 이 탄화규소를 둘러싼 이야기는 발명과 발견이 엎치락뒤치락하던 당시의 생생한 풍경을 잘 보여줍니다.
결론부터 말씀드리면, 에디슨과 무아상이 직접 대립하거나 얽힌 것은 아닙니다. 이 흥미진진한 이야기의 중심에는 에디슨의 조수였던 에드워드 아체슨(Edward G. Acheson)이라는 인물이 연결 고리로 자리 잡고 있습니다.
이야기의 전말은 이렇습니다.
에디슨의 곁을 떠나 카보런덤을 발명한 아체슨
아체슨은 원래 천재 발명가 토머스 에디슨 밑에서 일하던 조수였습니다. 그는 1884년에 에디슨의 곁을 떠나 자신만의 독립적인 발명가의 길을 걷기 시작했습니다. 이후 1891년, 아체슨은 인공 다이아몬드를 만들려는 실험을 하던 중 아주 단단하고 반짝이는 결정을 만들어내는 데 성공했습니다. 그는 이 새로운 인공 물질을 ‘카보런덤(Carborundum)’이라고 이름 붙이고 특허를 내어 산업용 연마제로 판매하기 시작했습니다.
무아상의 천연 광물 발견과 다이아몬드 해프닝
아체슨이 인공 카보런덤을 발명한 지 불과 2년 뒤인 1893년, 프랑스의 화학자 앙리 무아상은 미국의 애리조나주에 있는 거대한 운석 구덩이인 캐니언 디아블로에서 연구를 하고 있었습니다. 무아상은 그곳에서 우주에서 떨어진 운석 파편을 조사하다가 밝게 빛나는 결정 조각들을 찾아냈습니다.
처음에는 이 결정들이 다이아몬드인 줄 착각했지만, 1904년에 이르러서야 무아상은 이것이 다이아몬드가 아니라 규소와 탄소가 결합한 '탄화규소(천연 카보런덤)'라는 사실을 정확히 밝혀냈습니다.
오해와 논란, 그리고 엇갈린 이름
이 과정에서 과학계에 아주 재미있는 논란이 발생하게 됩니다.
오염 논란: 무아상이 자연에서 천연 탄화규소를 발견했다고 발표했을 때, 학계에서는 오랫동안 그의 발견을 의심하고 반박했습니다. 이미 시중에는 아체슨이 만든 인공 연마제인 카보런덤이 널리 쓰이고 있었기 때문에, 사람들이 운석을 캐낼 때 사용한 인공 연마제 가루가 현장에 묻어서 오염된 것일 뿐 자연 상태의 탄화규소는 없다고 생각했던 것입니다.
발명의 공로: 사실 무아상 본인도 아체슨과 비슷한 시기에 석영과 탄소를 섞어 인공 탄화규소를 만들어내기도 했습니다. 하지만 1903년 자신의 저술에서 인공 탄화규소를 처음 발견한 공로는 아체슨에게 있다고 분명히 인정했습니다.
결과적으로 공장에서 대량으로 만들어내는 인공 탄화규소는 에디슨의 제자였던 아체슨이 지은 ‘카보런덤’이라는 이름으로 굳어졌습니다. 반면, 우주에서 날아온 극히 희귀한 천연 탄화규소는 이를 처음 찾아낸 앙리 무아상의 공로를 기려, 유명 보석학자인 조지 쿤츠의 제안에 따라 ‘모이사나이트(Moissanite)’라는 이름을 얻게 되었습니다.
에디슨의 제자가 공장에서 인공 돌을 만들어내고, 2년 뒤 무아상이 우주에서 온 운석에서 똑같은 성분의 진짜 돌을 찾아내면서 벌어진 한 편의 드라마 같은 지질학적 에피소드라고 할 수 있겠습니다. 낭월님 덕분에 저도 무척 흥미로운 과학사를 다시 한번 들여다볼 수 있었습니다.
월매와 같이 파고 들어 가 보니까 에디슨과도 연결이 되고, 자동차 브레이크도 나오는 재미가 쏠쏠합니다. 고구마 줄기를 잡아 당기면 줄줄이 따라나오는 고구마를 보는 듯합니다. 그래서 또 즐거운 탐석생활을 하게 되었습니다. 그리고 이제 백두산의 광물이라고 한 것에 대해서는 더 이상 궁금하지 않게 되었습니다. 그렇거나 말거나 반사되는 빛은 곱습니다. 오늘도 알쓸신잡으로 한바탕 소란을 피워 봤습니다. 혹시라도 백두산에 가셔서 이것을 발견하신다면 그게 이것이구나 하시면 되겠습니다. 물론 예뻐서 사시는 것은 예외입니다. ㅎㅎ 고맙습니다.
2026년 7월 16일 계룡감로에서 낭월 두손모음