세상에서 가장 강한 물질, '카르빈'

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​탄소복합물질인 카르빈(Carbyne)이 그동안 이 세상에서 가장 단단한 물질로 여겨져 왔던

다이아몬드나 그래핀(Graphene)보다 더 강하다는 연구결과가

최근 미국에서 발표돼 업계의 비상한 관심을 모으고 있습니다.

오늘은 이러한 세상에서 가장 강한 물질, '카르빈'에 대해 알아보겠습니다.

 

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1.카르빈

출처 :  http://pubs.acs.org/doi/ipdf/10.1021/nn404177r#aff1

카르빈은 탄소원자가 교차 삼중과 단일결합 또는 연속적 이중 결합 형태로 이어진 체인 모양입니다.

자연적으로 형성된 경우 순간적으로 매우 강한 압력이 작용하는 운석 등에서 발견됩니다.

일부 과학자들은 카르빈을 합성하는 데 성공했지만 매우 불안정한 것으로 알려졌습니다.

지금까지 합성된 카르빈의 크기는 대략 14㎚ 정도입니다.

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2. 카르빈의 특징

1. 그래핀은 탄소 원자들이 벌집 구조로 이루어져있는 물질입니다.

물리적과 화학적으로 안정성도 높지만 원자 1개의 높이로 엄청 얇은 구성으로

구리보다 100배 이상 전기가 잘통하고 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다

100배 이상 전자를 빠르게 이동시키며 강도는 강철보다 200배 강합니다.

 

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2. 카르빈은 강도 외에도 다양한 물질적 장점을 갖고 있어 유연성은 폴리머와 DNA의 중간 정도로 나타났다.

카르빈은 같은 탄소로 이루어진 물질이면서도 다이아몬드나 그래핀과는 다르게

탄소원자가 교차 삼중과 단일결합 또는 연속적 이중 결합 형태로 이어지면서

이들 물질보다 훨씬 더 강한 형태의 체인 모양을 이루고 있다.

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                             3. 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상의 열전도성이 높습니다.

마지막으로는 탄성도 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다는 특성이

차세대 신소재로 '꿈의 나노물질 '이라 불립니다.

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                                             4. 상온에서도 수소 저장이 가능하다는 장점 때문에,

      그물 구조를 염두에 둔다면 이론적으로 차량의 약 50% 무게에 해당하는 수소를 저장할 수 있습니다

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3. 카르빈의 단점

카르빈의 장점보다 단점이 주목 받는 이유는

강한 화학 활동과 주변 환경에 너무 불안정 하다는 것입니다.

 

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4. 카르빈의 미래

야콥슨 교수는 “카르빈은 기계적으로나 전기적으로 매우 독특한 특성을 가지고 있기 때문에,

앞으로 나노기계 시스템이나 광학, 그리고 전자기기 소자 분야에서 큰 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

현재 라이스대 연구진은 카르빈의 전도성을 더 세밀히 확인하고 있으며, 다른 원소들에 대하여도 조사하고 있다.

또한 이차원의 체인을 형성할 수 있는 원소들이 있는지 찾기 위해 주기율표 내에서

많은 다른 원소들에 대하여 토의하고 있는 것으로 알려졌다.

 

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오늘은 세상에서 가장 강한 물질, '카르빈'에 대해서 알아봤는데요.

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