[이달의 과학기술자상] 다이아몬드 동소체란

[이달의 과학기술자상] 다이아몬드 동소체란

탄소가 주성분인 '다이아몬드 가족'

◆다이아몬드 동소체

검뎅이(숯), 흑연, 풀러렌(버키볼), 탄소나노튜브.. 이들은 다이아몬드와 마찬가지로 탄소가 주성분이다.

과학자들은 이들을 탄소동소체라 한다. 이를테면 다이아몬드의 가족인 셈이다.

동소체는 같은 원소로 만들어졌지만 결합형태에 따라 모양과 성질이 전혀 달라진다.

숯은 탄소가 불규칙하게 모여있는 상태. 나무를 불완전 연소시켰을 때 나오는 것으로 탈취제 탈색제로 쓴다. 흑연은 탄소원자가 벌집모양으로 모여 판을 이루고 있다.

전기전도성이 커 전극이나 연필심 등으로 쓴다.

다이아몬드는 흑연에 섭씨 2000도 이상, 1만 기압의 압력을 가했을 때 탄소원자 하나가 4개의 원자와 결합해 만들어진다. 때문에 매우 단단하다. 다이아몬드는 대량 제조법이 등장하면서 응용분야가 점차 넓어지고 있다.

버키볼은 탄소원자 60개가 모인 물질로 축구공처럼 생겼다. 버키볼에는 12개의 5각형과 20개의 육각형이 있다. 지난 1985년 미국의 스몰리와 영국의 크로토가 약간의 산소를 공급, 탄소화합물을 태워 처음으로 만들어냈다.

버키볼은 낮은 온도에서는 전기저항이 전혀 없는 초전도체가 되는 성질을 가지고 있는 것이 특징. 응용분야에 대한 연구가 진행중이다.

탄소나노튜브는 가늘고 긴 대롱 형태의 탄소물질. 직경이 1㎚정도에 불과해 이 같은 이름이 붙여졌다. 탄소나노튜브는 여러 가지 유용한 특성이 있다. 반도체나 도체의 성질을 갖기도 하고 빈 공간에 수소를 저장, 연료로도 쓸 수 있다. 또 약간의 전압을 가하면 전자가 튀어나온다.