중국 과학가 신형 탄소재료 발견

2022-06-29 14:02:17

플라틴, 탄소 나노관, 그래핀, 그래파인(石墨炔)…탄소재료는 줄곧 일종의 미래재료로 인정받고 있다. 신형의 탄소재료가 발견될 때마다 재료학자들의 연구 열조를 크게 불러일으키군 한다. 이런 ‘탄소 그룹’에 또 새로운 성원이 생겼다는 소식이다.

중국과학원 화학연구소의 정건 연구원이 이끄는 연구팀이 오랜 연구끝에 상압에서 간단한 반응조건을 거쳐 일종의 신형 탄소를 창제해냈다. ‘단층중합 C60’이라고 명명된 이 탄소재료는 비교적 높은 결정도와 좋은 열력학 안정성을 가지고 있어 탄소재료의 연구에 완전 새로운 사로를 제공해주었다는 평가를 받고 있다.

이 연구성과는 16일 출판된 국제학술지 ‘자연’에 발표되여 국제 화학계와 재료학계의 광범위한 주목을 받고 있다.

같은 원소로 구성된 물질은 원자의 배렬이 다름에 따라 부동한 물리 화학 성격을 나타낸다. 이런 것을 우리는 동일원소 부동형체라고 부른다. 유연한 흑연, 단단한 금강석 등은 모두 탄소의 동일원소 부동형체로 각자 부동한 중요 쓰임새로 사용된다. 하지만 이러한 재료는 모두 자연계에 존재한다. 과학자들은 오랜 기간동안 탄소원자로 새로운 재료를 구성하고 우리가 수요하는 신형의 탄소재료를 만들어내려고 찾아 헤맸다.

정건 연구팀은 창조적으로 C60분자를 가지고 탄소원자를 대체하는 것을 기초단원으로 삼고 상온, 상압의 조건에서  금속 마그네숨을 섞는 것으로 C60분자를 집합시켰다. 그런 다음 다시 유기 양이온 절편 책략으로 금속 마그네슘을 없애고 최종 단층중합 C60을 얻어냈다.

이러한 신재료는 전형적인 반도체로 량호한 열력학 안정성을 가지고 있다는 것도 측정결과를 통해 발견됐다. 326.85℃에서도 안정적으로 존재한다는 것이다. 정건 연구원은 이러한 신재료는 비선형 광학과 기능화 전자부품 면에서 아주 중요한 응용전망을 가지고 있으며 초전도, 량자계산, 선회운송, 정보 및 에너지 비축, 촉매 등 령역에도 응용 잠재력을 가지고 있다고 소개했다.

정건 연구팀은 앞으로 이 신형재료의 특성을 깊이있게 파고들며 더 많은 응용전망과 더 큰 응용가치를 탐색해낼 계획이다.

  중국과학넷

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