고에너지밀도를 갖는 새로운 질소 동소체

전문가 제언

○ 니트라민을 기반으로 하는 고폭화약 분자들은 분자 구조 상 성능이 높으면 감도 또한 높아지는데, 높은 성능과 낮은 감도의 고폭화약을 요구하는 사용자들을 만족시키기 위해서 에너지물질 분야 과학자들이 부단한 노력을 해 오고 있지만, 아직 획기적인 돌파구를 열지 못하고 있는 실정이다. 2차 대전 당시 사용하는 TNT와 RDX가 아직도 대부분 탄약과 탄두의 주장약으로 사용된다는 점만으로도 에너지물질이 얼마나 보수적인 분야라는 것을 알 수 있다.

 

○ N2 분자의 3중 결합은 모든 결합들 중 가장 강력한 결합에 속한다. 따라서 단일 또는 2중 결합들로 이루어진 다중 질소 구조가 존재한다면 분해되면서 엄청난 에너지를 방출하면서 깨끗한 N2 분자만을 남길 것이다. 바로 이러한 점 때문에 많은 이론화학자들이 여러 개의 질소 원자들로만 구성된 질소동소체(또는 질소폴리머)의 존재 가능성을 예측하기 위해서 ab initio 이론을 기반으로 시뮬레이션으로 이 물질들을 찬고 있고, 수많은 질소폴리머 동소체들의 구조가 예측되고는 있지만, 상온에서 안정적인 구조는 아직 발견되지 못하고 있다.

 

○ 이 분석물은 University of Saskatchewan의 Michael J. Greschner 등이 ab initio 기반 시뮬레이션을 실시하여 N6 사슬 구조가 분자 내 전하 이동에 의해서 상온에서 안정적인 구조를 갖는다는 연구결과를 2016년 4월 18일에 발간된 J. Phys. Chem. A(2016, 120, 2920？2925)지에 게재한 논문을 필가가 간단하게 요약한 것이다.

 

○ 그동안 필자가 이 분야에 관심을 갖고 꾸준히 조사 분석을 실시한 경험에 의하면 질소폴리머 분야에서 가장 중요한 점은 예측된 구조가 과연 합성 가능한지 여부이다. 지금까지 합성에 성공한 예는 N5- 이온이 유일하다는 점을 감안해 본다면 예측 결과만으로는 Greschner의 N6의 존재 여부를 확인할 수는 없지만, 이 경우 전하 이동에 의한 공명 구조에 의해서 분자의 안정성을 주장하고 있기 때문에 합성화학자들의 도전을 권유하는 바이다.

 

 

저자

Michael J. Greschner, Meng Zhang, Arnab Majumdar, Hanyu Liu, Feng Peng, John S. Tse, and Yansun Yao

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

120()

잡지명

JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

2920~2925

분석자

이*웅

분석물

• 고에너지밀도를 갖는 새로운 질소 동소체.pdf [491,878 byte]

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