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상온상압에서 3차원 금속형태의 탄소 존재를 이론으로 입증
  • 등록일2013.11.14
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2013년 11월 7일 북경대학과 중국과학원 상해기술물리연구소, 미국 버지니아 코먼웰스 대학(Virginia Commonwealth University)의 연구원들로 구성된 국제연구팀은 협력연구를 통해, 상온상압에서 금속특성을 지닌 3차원 형태의 탄소 존재를 이론으로 입증했다고 발표했다. 이 연구결과가 미국 「PNAS」 온라인판에 발표됨에 따라 탄소과학 연구추진에 크게 기여할 것으로 예상된다.

탄소과학은 과학자들의 주목을 받는 인기연구 분야에 속한다. 탄소는 유기체를 형성하는 화학적 기초일 뿐만 아니라, 풍부한 화학 물리특성을 지니고 있어, 재료과학자가 흥미를 갖는 연구방향이기도 하다. 탄소는 흑연과 다이아몬드 외에도, 풀러린, 탄소나노튜브와 그래핀에 이르기까지 구조와 형태가 다양하다. 하지만 상온상압조건에서 안정적으로 존재할 수 있는 동시에 금속특성을 지닌 3차원 형태의 탄소를 찾는 것이 그동안 학계가 풀지 못한 난제가 되었다.

국제연구진은 첨단 이론방법을 이용해 제어를 통해 3차원의 금속특성을 지닌 연결고리모양의 육각형 탄소구조의 형성을 조종할 수 있음을 입증하였다.

"연결고리모양의 육각형은 2가지 독특한 특성을 나타낸다. 그 중 하나는 육각형 배열방식으로 인한 금속특성이고, 다른 하나는 4면체 결합을 통한 연결고리모양의 형태가 안정성을 보장한 것이다." 이번 연구를 주도한 과제책임자의 주장이다. 이러한 속성의 정확한 조합은 향후 서로 다른 기술에 적용될 것으로 전망된다.

“3조 파스칼의 압력으로 금속탄소를 제조하는 고압기술과는 달리 이 구조는 상온상압조건에서 매우 안정하기 때문에 벤졸이나 폴리아센(Polyacene) 분자로 합성할 수 있다.”다는 것이 과제 책임자의 주장이다.

“새로운 금속탄소구조에 대한 연구는 우주, 촉매작용 및 부성 미분 저항(negative differential resistance, NDR) 부품이나 초전도설비의 경금속에서 응용전망이 밝을 것이다.

이 연구는 아직 기초단계에 있으나 이러한 발견을 통해 연구를 이론단계에서 실험단계로 추진할 수 있을 것으로 전망된다.

정보출처 : http://www.stdaily.com/qyts/1_qykj/201311/t20131108_579175.shtml