탄소나노튜브 시트 상에 질소클러스터의 플라스마 합성

전문가 제언

○ 고폭화약은 신물질 등장이 매우 느린 보수적인 물질이다. 이는 고폭화약은 안전과 성능이라는 두 가지의 상반되는 특성이 동시에 요구되는 물질인데, 안전하면 성능이 저하되고, 성능이 증대되면 안전성이 낮아진다는 야누스의 두 얼굴을 가진 물질이라는 뜻이다.

 

○ 고폭화약 특성을 가진 물질을 설계하고, 이를 합성하는 과학자들은 이 두 가지 성능을 동시에 충족시킬 수 있는 신 물질을 찾기 위해서 부단한 노력을 해 오고 있는데, 앞에 언급한 대로 쉬운 일이 아니다. 따라서 안정성과 폭발성능을 동시에 제고시키기 위해서는 이 두 가지 특성 간의 적절한 타협이 필요한데, 그 대표적인 예가 최신 화약으로 등장한 소위 PBX(Plastic Bonded Explosives)이다.

 

○ 최근 고폭화약 신 물질 개발에도 어느 정도 진전이 있으나, 여기에는 양자화학 방법으로 존재 가능한 구조를 예측한 다음 실험실에서 이를 합성하는 연구가 뒤 따르는 지루한 프로세스를 거치지만, 실제로 실용 가능한 고폭화약의 개발은 더딘 것이 현실이다.

 

○ 니트로기를 기반으로 하는 기존 고폭화약의 고정관념에서 벋어나서 전혀 새로운 개념의 화약 후보 물질이 등장하였는데, 바로 질소 원자들로만 구성된 분자이다. 이론적으로 여러 개의 질소 원자로만 구성된 분자는 많은 에너지를 저장할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 폴리나이트로젠 분자가 분해하면 친환경의 순수한 N2 분자로 전환된다는 커다란 장점이 있기 때문에 10여 년 전부터 이론화학자와 일부 실험화학자들이 이 분야 연구에 매진하고 있고, 그 결과 N5+가 성공적으로 합성되었다.

 

○ 이 글은 New Jersey Institute of Technology의 El Mostafa Benchafia 등이 아지드 이온과 기타 질소 물질들을 전구물질로 사용해서 선형의 폴리나이트로젠 분자들을 플라스마를 조사하여 탄소나노튜브 기판에 합성한 연구 결과를 필자가 요약한 것이다. 최근 폴리나이트로젠 분야 연구 결과들이 꾸준하게 발표되고 있다는 점에서 국내 에너지물질 분야 종사자들의 일독을 권유한다.

 

저자

EL MOSTAFA BENCHAFIA, CHI YU, MAREK SOSNOWSKI, N.M. RAVINDRA, and ZAFAR IQBAL

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

66(4)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

608~615

분석자

이*웅

분석물

• 탄소나노튜브 시트 상에 질소클러스터의 플라스마 합성.pdf [366,516 byte]

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