[정연일의 원자재포커스] 희토류 탐구(11) 자연원소 중 제일 강한 자성을 가진 홀뮴(Ho)

홀뮴(Ho·원자번호 67)은 자연 상태의 원소 중 가장 강력한 자기모멘트(magnetic moment·자성의 척도)를 나타내는 원소다. 이 때문에 의료·치과 장비와 첨단 무기 등 강력한 영구자석을 필요로 하는 분야에서 다양하게 활용되고 있다.

2017년에는 미국 IBM에서 홀뮴 원자 한 개로 1비트의 데이터를 저장하는 데 성공해 주목됐다. 데이터를 저장하기 위해서는 강한 자성을 가진 물질이 필요한 데 홀뮴이 여기에 활용될 수 있다는 설명이다. 현재 1비트의 데이터를 저장하기 위해서는 약 십만 개의 원자가 필요하지만 홀뮴을 활용할 경우 세상에서 가장 작은 데이터 저장매체를 구현할 수 있게 된다.

다만 다른 희토류 원소들 같이 홀뮴의 생산량도 그리 많지 않다는 것이 문제다. 현재 홀뮴의 연간 글로벌 생산량은 약 10t가량으로 알려져 있다. 광석 매장량은 40만t 수준으로 추정된다. 지각에서의 존재비는 약 1.3ppm(1ppm=0.0001%)으로 희토류 중에서도 적은 축에 속한다. 대부분 생산량이 중국에 집중돼 있고 러시아와 브라질에서도 소량 생산된다.

한편 홀뮴은 스웨덴 수도 스톡홀름의 옛 이름인 홀미아(Holmia)에서 이름을 따왔다. 1879년 스웨덴 화학자인 페르 테오도르 클레베가 처음 발견해 자신의 고향 지명을 이름으로 붙였다. 실제 스웨덴은 대부분의 희토류가 처음 발견된 곳이다. 이 때문에 ‘희토류의 고향’으로 불리우고 있다. 인공적으로 얻어진 프로메튬(Pm)을 제외한 모든 희토류 원소들이 스웨덴에서 처음 발견된 두 가지 광석 셀라이트와 가돌리나이트에서 처음 분리·발견됐다.


정연일 기자 neil@hankyung.com