[📪정보] 다이아몬드만큼 단단한 질소 화합물

[익명(182.230)]

https://www.newscientist.com/article/2408386-material-made-of-carbon-and-nitrogen-is-nearly-as-hard-as-diamond/

Material made of carbon and nitrogen is nearly as hard as diamond

과학자들이 수십 년 동안 만들고자 했던 이 물질이 마침내 엄청난 열과 압력으로 합성되어 다이아몬드만큼이나 단단한 물질로 탄생했습니다. 이 물질은 절삭 공구, 센서, 심지어 폭발물로도 사용될 수 있습니다.

1989년, 연구자들은 탄소와 질소로 만든 질화탄소가 가장 단단한 물질로 알려진 다이아몬드보다 압축률이 낮고 전단 저항이 더 클 것이라는 이론을 세웠습니다. 하지만 이를 만들기 위한 노력은 실패로 돌아갔습니다.

이제 영국 에든버러 대학교의 도미니크 라니엘과 그의 동료들은 이 물질의 작은 샘플을 만들었습니다. 이들은 2개의 다이아몬드 팁 사이의 탄소와 질소를 대기압의 70만 배 압력으로 압축하고 레이저로 3000°C까지 가열하는 방식으로 이를 달성했습니다.

다이아몬드의 경도는 약 90기가파스칼이며, 이전에 알려진 두 번째로 단단한 물질인 입방정 질화 붕소의 경도는 50~55GPa입니다. 라니엘은 이 새로운 소재의 경도는 세 가지 결정 구조 중 어느 것이 형성되는지에 따라 78~86GPa라고 말합니다.

1989년 연구에서 이 물질의 경도가 다이아몬드를 능가할 것이라는 예상은 이제 뒤집혔으며, 현재 다이아몬드의 경도를 능가할 수 있는 물질은 없는 것으로 여겨지고 있습니다.

샘플의 크기는 가로 5마이크로미터, 세로 3마이크로미터에 불과해 생산 규모를 확대하는 것이 어려울 수 있습니다. 더 큰 다이아몬드를 사용하여 샘플을 압축하면 이론적으로는 더 큰 조각을 만들 수 있지만, 이를 형성하려면 더 강한 압력이 필요합니다.

이렇게 되면 질화 탄소는 다이아몬드보다 훨씬 더 비싸질 것입니다. 하지만 라니엘은 이 물질이 광발광과 압전 효과를 보이는 등 다이아몬드에는 없는 이점이 있어 센서에 유용할 수 있다고 말합니다. 또한 에너지 밀도가 매우 높기 때문에 현재의 대체 물질보다 환경에 덜 해로운 강력한 폭약이 될 수 있다고 말합니다.

베타 탄소 질화물이나 입방정 탄소 질화물이 다이아몬드만큼 단단할 거라는 예측이 수십년 전부터 있었는데, 실제로 합성된 것은 처음이라고 함

[익명(jbjg78h0cfih)]

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