탄소 원자와 그 결합으로 생긴 벌집처럼 생긴 육각형 구조를 가진 시트 형상의 물질 "그래핀"은, 다이아몬드 이상으로 탄소끼리의 결합이 강하고, 세계에서 가장 인장력이 강한 물질이며, 세계에서 가장 열전도율이 좋은 물질로 되어있다.
그 그래핀을 응용 한 "최강의 방어"를 얻을 수 있는 소재가 새롭게 개발되었다. 그래핀을 2층 구조로 한 "연디아민(diamene)"은, 강한 힘이 가해 졌을 때, 관통 할 수없는 다이아몬드 플레이트로 변화한다고 한다.
얇은 소재로 가벼우면서 최고의 방어력. 방탄복에 최적이다.
- 그래핀이란?
먼저 그래핀을 모르시는 분들을 위해 간단히 설명하면....
벌집 모양으로 늘어선 탄소 원자로 형성된 편평한 철망을 상상하면 된다.
이같은 배열을 하려면, 각 탄소 원자 3개의 전자가 원자와 결합되어, 하나는 자유롭게 움직일 수 있는 것이 남기때문에, 탄소에 좋은 특성을 낼 수가있다.
루즈 한 전자라는 특성으로부터 유도 기술도 이용할 수있고, 그 기계적 특성을 이용하면 좋은 나노 튜브를 생성 할 수도있다. 이러한 것은, 그래핀이 평평한 이차원 구조이기 때문에 가능하게 되는 것이다.
- 그래핀을 이층 구조로 하는 것으로, 총알이 관통 할 수없는 무적의 방어 소재가된다.
미국 뉴욕 시립 대학 첨단 과학 연구 센터의 연구진은, 그래핀 시트를 2장 겹쳐서 강한 힘을 받았을 때 입체 다이아몬드 모양 구조로 변화하게 했다.
이것은 4번째 전자가 고정되면, 그래핀이 또 다른 유명한 탄소 동소체, 즉 다이아몬드로 변화하는 성질을 이용한 것이다.
또한 시트의 전도성이 급격하게 변화하여 몇 가지 재미있는 전기적 특성이 생긴다. 하지만 그 응용으로서 가장 먼저 생각할 수있는 것은 경량 보호 재료에 사용하는 것.
- 다이아몬드의 경도를 가진 사상 가장 얇은 필름 "연디아민"
"다이아몬드의 경도를 가진 역사상 가장 얇은 필름입니다"라고 연구의 중심 인물 인 엘리사 리드(Elisa Riedo) 박사는 말한다. "흑연과 그래픽의 단일 원자 층에서 압력을 가해도 부드럽게 느껴집니다. 하지만 2층으로 해서 압력을 가하면, 소재가 갑자기 엄청나게 단단해진다....다이아몬드 이상입니다"
- 그러나 이상하게도 3겹으로 쌓으면 약해진다
이상하게 3층으로 겹치면 더 튼튼해질까? 그러나 이 놀라운 특성은, 그래핀을 2층으로 했을 때만 강해진다는 것.
"흑연도 다이아몬드도 모두 완전히 탄소로 되어있지만, 원자의 배열은 소재에 따라 다릅니다. 따라서 경도, 유연성, 전도성 차이가 나타나는 것입니다"라고 연구에 참여한 안젤로 본죠노(Angero Bongiomo) 박사는 설명하고 있다.
"새로운 기술에 의해 흑연을 사용하여 특정 조건에서는 다이아몬드의 특성을 발휘 시킬 수 있었습니다"
- 최강의 방탄복으로 나올 미래
응용하는 방법은 앞으로 더욱 고안 될 수 있겠지만, 미래의 과학 기술은 그 구조와 전도성이 점점 큰 역할을 하게 될 것은 상상하기 어렵지 않다.
언젠가 경찰과 군인 등이 연디아민을 사용한 방탄 조끼로 자신을 보호하게 될지도 모른다. 우주를 날아 다니는 작은 운석으로부터 우주 비행사를 지켜줄런지도 모른다.
그리고 상용화되면, 무서운 총기 난사 사건의 피해자가 줄어들지도 모른다.
하는 김에....칼 같은 것으로도 지켜줄 수 있을 것이라고 생각이 드는데...가능할까?
