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선진 미래 분야의 불소화학 관련 일반 전망

전문가 제언: ○ 순수한 불소는 부식성의 황록색 가스로 강력한 산화제이다. 모든 원소 중에서 반응성이 가장 크고 전기 음성도가 높으며, 이온화 전위가 가장 높은 원소 중 하나이다. 하나 또는 그 이상의 수소와 치환되어 분자 중에 불소가 존재하면 물리적인 성질, 반응성, 용해력 및 안정성 등이 크게 변한다. 반응성이 커서 유리, 금속 및 심지어는 물도 불소가스에 노출되면 불꽃을 내면서 연소될 정도로 맹렬한 반응성을 가지고 있다.

○ 세계 2차 대전 초기까지만 해도 불소 가스는 상업 생산이 없었다. 새로운 원자로 개발을 위한 과정에서 불소 생산 필요성이 대두되었다. 불소는 우라늄 235와 238의 동위체 혼합물에서 핵물질로 유용한 우라늄 235를 농축하는 데 사용된다. 우라늄이 불소와 반응하여 6불화우라늄 기체가 되고, 이 기체들의 확산속도 차이를 이용해서 우라늄 235를 농축 분리하는 것이다.

○ 불소는 그 성질상 불소 단체로 사용되는 경우(우라늄 농축 경우 제외)는 적고 불화칼슘 CaF2를 황산과 반응시켜 생성되는 불화수소 HF를 매개로 이용되는 경우가 많다. 불소를 포함하는 물질은 일반적으로 아주 안정적이고 장기간 변질되지 않고 사용할 수 있다는 특징이 있다. 즉 환경 중에서 분해 되지 않고 언제까지나 잔존한다는 의미로 불소 제품 사용에 주의가 필요하다. 불소수지, 광섬유, 냉매(오존층 파괴문제로 대체품 개발), 절연성 기체, 굴절률의 제어, 우라늄 농축, 로켓의 연료, 치아의 강화, 반도체 제조공정의 플라스마 에칭 및 플랫 패널 디스플레이 제조 등 다양한 분야와 용도에 이용된다.

○ 본고는 불소가 오존층 파괴 등의 문제로 신제품, 신개발이 주춤하고 있으나, 장래에 전자재료나 신 에너지 분야 등 미래 기술에 기여할 가능성이 있다는 것을 소개하기 위해서 불소 화학의 현상과 전망을 연재물 형태로 설명한 것 중 일부이다. 연재물의 첫 번째로 불소의 위치와 특징, 응용, 역사 및 제품의 흐름을 요약 설명한 것이다. 국내에서도 새로운 불소공장의 신설 등 불소산업이 활발한 단계에서 전반적인 불소 화학을 이해하는 데 참조가 될 것으로 생각한다.

저자: Masashi Matsuo
자료유형: 학술정보