나노재료 풀러렌
페이지 정보
- 용어
- 풀러렌
- 요약
- 탄소의 동소체로서 구형 모양의 거대 탄소분자
- 참고문헌
- - H.W.Kroto, J.R.Heath, S.C.D’Brien, R.F. Curl&R.E. Smalley, C60:Buckminster fullerene, Nature vol 318, 14, pp162~163(1985)
- http://www.sussex.ac.uk/Users/kroto/
- http://www.newmen-korea.com/fulleren/main.html - 분류
- 나노재료 > 나노튜브
본문
1985년 영국 서섹스 대학의 크로토와 미국 라이스 대학의 스몰리가 흑연을 레이저로 증기화시키는 과정에서, 60개의 탄소원자가 뭉쳐진 덩어리 모양의 분자(C60)가 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 거대 탄소분자가 풀러렌이고, 탄소가 결합해 만드는 20개의 육각형과 12개의 오각형으로 이루어진 축구공 모양이며 분자의 지름은 불과 약 0.7 nm이다. C60 이외에도 C70, C76, C82, C84 등 커다란 크기를 가진 풀러렌이 추후 발견되었다. 이들 풀러렌 분자는 모두 탄소원자가 육각형 또는 오각형으로 배치된 단위구조로 되어 있으며 오각형끼리 이웃하는 일은 없다. 버키민스터풀러렌(buckminsterfullerene) 또는 버키볼(buckyball)은 60개의 탄소 원자들이 육각형과 오각형들로 맞물려서 배열된, 거의 구에 가깝고 속이 비어있는 탄소 분자를 나타낼 때만 쓰인다.
축구공이 무수히 많은 발길질에도 끄덕 없는 것처럼 이 합성물도 대단히 높은 온도와 압력을 견뎌낼 수 있을 정도로 매우 안정된 구조를 갖는다. 나노기계의 윤활제, 공업용 촉매제, 금속을 포접할 시 고온 초전도체, 산소와 수소원자를 부착한 풀러렌 화합물을 전도체로 사용한 연료전지 응용목적의 전해질 막, 분자골격 전체에 퍼져 있는 전자계로 인해 빛과 상호 작용하여 광 흡수, 발광, 광 전도성, 광 전기력 효과 등 다양한 광 전자기능, 방사선 동위원소 전달체, 축전지, 풀러렌 내부에 약 성분을 저장해 운반하는 운반체로 활용이 되고 있다. 2000년에는 풀러렌을 이용해 극소형 트랜지스터를 만드는 연구가 성공한 사례가 보고되었고, 에이즈 치료 약 임상 실험이 시작되는 등 2천 건이 넘는 특허가 세계에서 출원되고 있다. 전 세계에 저렴한 풀러렌의 공급을 목표로 최근 양산체제 구축에 들어간 미쓰비시 화학은 미쓰비시 상사가 소유하고 있는 기본특허를 바탕으로 벤젠 등의 유기용제를 연소해 고품질의 풀러렌을 연속 생산하는 신기술을 확립했다. 흑연을 방전으로 증발시켜 풀러렌을 얻는 현재의 방법과 비교해 신기술은 대량생산을 가능케 한다. 양산이 시작되면 아주 저렴한 가격으로 풀러렌이 공급되어 이를 활용한 연구들이 더욱 활발해질 것이다.
축구공이 무수히 많은 발길질에도 끄덕 없는 것처럼 이 합성물도 대단히 높은 온도와 압력을 견뎌낼 수 있을 정도로 매우 안정된 구조를 갖는다. 나노기계의 윤활제, 공업용 촉매제, 금속을 포접할 시 고온 초전도체, 산소와 수소원자를 부착한 풀러렌 화합물을 전도체로 사용한 연료전지 응용목적의 전해질 막, 분자골격 전체에 퍼져 있는 전자계로 인해 빛과 상호 작용하여 광 흡수, 발광, 광 전도성, 광 전기력 효과 등 다양한 광 전자기능, 방사선 동위원소 전달체, 축전지, 풀러렌 내부에 약 성분을 저장해 운반하는 운반체로 활용이 되고 있다. 2000년에는 풀러렌을 이용해 극소형 트랜지스터를 만드는 연구가 성공한 사례가 보고되었고, 에이즈 치료 약 임상 실험이 시작되는 등 2천 건이 넘는 특허가 세계에서 출원되고 있다. 전 세계에 저렴한 풀러렌의 공급을 목표로 최근 양산체제 구축에 들어간 미쓰비시 화학은 미쓰비시 상사가 소유하고 있는 기본특허를 바탕으로 벤젠 등의 유기용제를 연소해 고품질의 풀러렌을 연속 생산하는 신기술을 확립했다. 흑연을 방전으로 증발시켜 풀러렌을 얻는 현재의 방법과 비교해 신기술은 대량생산을 가능케 한다. 양산이 시작되면 아주 저렴한 가격으로 풀러렌이 공급되어 이를 활용한 연구들이 더욱 활발해질 것이다.