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다이아몬드보다 더 강한 원소, 오스뮴(Osmium)

다이아몬드보다 더 강한 원소, 오스뮴(Osmium) 보석정보/다이아몬드 2008.10.31 13:57

다이아몬드보다 더 강한 원소, 오스뮴(Osmium)







재미 한국인 과학자들이 다이아몬드보다 더 강한 원소가 존재한다는 사실을 밝혀내 주목을 끌고 있다. 미국 로렌스리버모어국립연구소 초고압물리실험실 소속 신현채 박사, 존 클레파이스, 유충식 실장은 오스뮴이란 원소가 지금까지 가장 단단하다고 알려진 다이아몬드보다 더 강하다는 것을 증명한 실험결과를 물리학최고 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 1일자에 발표 했다.

신 박사팀은 두 개의 다이아몬드 사이에 오스뮴 분말을 넣고 대기압의 60만 배(60기가파스칼)에 달하는 엄청난 압력으로 누르는 실험을 했다.

이 분말을 X선 회절법으로 분석해 찌그러진 정도를 분석한 결과 오스뮴의체적 탄성계수는 462 기가 파스칼로, 다이아몬드(443 기가 파스칼)보다 더 높다는 사실을 밝혀냈다. 체적 탄성계수는 어떤 재료를 일정량만큼 찌그러뜨리기 위해 가해야 하는 압력으로, 높을수록 강도가 높다는 것을 뜻한다.

오스뮴은 청회색의 광택이 나는 매우 무거운 백금족 원소로, 1804년에 발견됐다. 6각형 벌집 구조를 지닌 이 금속은 현재 촉매, 전기접점재료, 전구의 필라멘트, 축음기의 바늘로 쓰이며, 이리듐과 의 합금은 펜촉이나 정밀 베어링으로 사용된다.

카네기연구소 데이빗 마오 박사는 “누구나 흔히 쓸 수 있는 오스뮴이 다이아몬드보다 강하다는 사실이 밝혀짐으로써 초강력 재료 합성에 새 돌파구를 열게 됐다 ”고 평가했다. 신현채 박사는 “오스뮴은 높은 압력에서도 6각형의 구조를 유지한다”며 “오스뮴 원자 사이의 공간에 탄소, 붕소, 질소 등을 넣으면 전자밀도가 높아져 아주 강력한 물질을 만들 수 있을 것”이라고 말했다.

그동안 과학자들은 탄소나노튜브, 탄소질소화합물이 다이아몬드보다 더강할 것이라고 예측해왔지만 , 재료를 만들고 실험하기가 어려워 아직 다이아몬드의 기록을 깨지 못했다.

서울대 조문섭 교수(지질학)는 “신 박사는 몇 년 전 귀국을 하려했으나 국내 지방대학과 지질자원연구소로부터 모두 거절당해 크게 실망했던 것으로 알고 있다”며 “그런데 이번에 세계가 놀랄 연구 결과를 내 매우기쁘게 생각한다”고 말했다.

 

오스뮴(Osmium) 

  a. 주기율표 제8족에 속하는 백금족 원소.

  b. 원소기호 : Os

  c. 원자번호 : 76

  d. 원자량 : 190.23

  e. 녹는점 : 2700℃

  f. 끓는점 : 약 5500℃

  g. 비중 : 22.57

  h. 개요 : 1804년 S.테넌트에 의해 발견되었으며, 산화오스뮴(Ⅷ)의 증기가 강한 냄새를 풍기는 데서, 냄새를 뜻하는 그리스어 osm을 따서 명명되었다. 보통 백금 광석 속에 이리듐과의 합금형태로 함유되어 있고, 이리도스민으로 산출된다.

천연의 안정 동위원소로는 192Os(존재량 41.0%) 외에 6핵종(核種)이 알려져 있다. 청회색의 광택이 나는 금속으로, 물질 중에서 최대의 비중을 가지며, 용융점은 모든 원소 중에서 텅스텐에 이어 두번째로 높다. 공기 중에서는 안정하나, 분말은 상온에서 서서히 산화된다. 뜨겁고 진한 황산·진한 질산·하이포아염소산 등에 녹으나 왕수(王水)에는 녹지 않는다. 2, 3, 4, 6, 8가(價)의 다양한 화합물을 만들고, 착염도 잘 만든다.

가열하면 산화오스뮴(Ⅷ)이 된다. 산화오스뮴은 유기물에 의해 환원되어 산화오스뮴(Ⅳ)가 된다. 수소첨가·암모니아 합성 등 각종 반응의 촉매로 쓰이는 외에 전기접점재료, 전구의 필라멘트, 축음기의 바늘 등으로 사용된다. 이리듐과의 합금은 펜촉이나 정밀 베어링으로 사용된다. 한편, 산화오스뮴(Ⅷ)은 유독하며, 눈을 자극하여 실명(失明)하는 일이 있으므로 주의해야 한다.




Posted by 비회원

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