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영국, 옥스퍼드 대학교(Oxford university) 연구팀이 탄소 원자 18개만을 이용해 완벽한 고리 형태의 분자를 합성하는데 최초로 성공함.

기존의 연구에서는 벤젠처럼 탄소와 탄소간의 이중결합과 단일 결합의 반복을 형성하는 것은 가능했으나, 이는 탄소와 수소 원자의 결합을 필요로 했음. 때문에 탄소로만 이루어진 환형 구조의 경우, 삼중결합과 단일결합이 반복되거나, 모든 결합을 이중결합으로 대체하면 하나의 탄소 원자가 이웃한 탄소 원자 딱 하나와만 결합하는 순수한 탄소 신물질을 만들 수 있을 것으로 여겨짐. 때문에 연구진은 염화나트륨과 구리를 이용한 두 겹의 원자층을 영하 약 268℃의 극저온으로 낮춘 뒤, 여기에 탄소 24개와 산소 6개로 이뤄진 분자를 도입함. 이 물질은 삼각형 형태를 이루는 분자인데, 연구팀은 여기에서 원자힘 현미경(AFM)으로 전류를 가해 일산화탄소 분자를 여러 차례에 걸쳐 제거하는 방법으로 16개의 탄소만으로 이뤄진 완벽한 고리 모양의 분자를 합성하는 데 성공함. 또 연구팀은 해당 분자가 탄소 또는 산소로 이뤄진 다른 물질과 반응성이 뛰어나다는 사실과 곁가지 없이 길게 이어진 탄소 구조가 반도체 특성을 나타낸다는 점을 확인함.

이런 특성을 바탕으로 분자 크기에서 작동하는 초미세 트랜지스터를 개발하는 등 미래 전자소재로 응용될 가능성도 있을 것으로 여겨짐.

본 연구 성과는 ‘Science’ 지에 게재됨