총알에 맞는 순간 다이아몬드보다 강해진다! 경이의 소재 "디아민"!

탄소 원자의 결합으로 생기는 벌집 같은 육각형 격자 구조를 가진 시트 형상의 물질 "그래핀"은 다이아몬드보다 탄소끼리의 결합이 강하다고 합니다.

이것은 세계에서 가장 강한 물질이며, 세계에서 가장 열 전도율이 높은 물질로 알려져 있습니다.

이 그래핀을 응용하여 "최강의 방어구"를 만들 수 있는 소재가 새로 개발되었다고 하는데요.

그래핀을 2층 구조로 쌓아 만든 "디아민(Diamene)"은 강한 힘이 가해졌을 때에만 관통이 불가능한 다이아몬드 플레이트로 변화된다고 합니다.

얇고 가벼운 소재로 만들었지만 강력한 방어력 덕분에 방탄복으로는 최적이라고 합니다.

그래핀이란?

우선 그래핀을 잘 모르시는 분들을 위해 간단히 설명합니다.

벌집 모양으로 늘어선 탄소 원자들로 형성된 평평한 철망을 상상하면 좋을 것 같네요.

각 탄소 원자의 3개(총 4개)의 전자가 원자와 단단히 결합되며, 나머지 1개는 자유로이 움직일 수 있기 때문에 전류가 잘 통하게 됩니다.

이러한 특성 때문에 유도 기술에 이용할 수 있고, 그 기계적 특성을 이용하면 좁은 나노 튜브를 만들 수도 있습니다.

이러한 모든 것이 가능한 이유는, 그래핀이 평평한 2차원의 구조이기 때문에 가능한 것입니다.

그래핀을 2장 겹치는 것만으로, 총알이 관통할 수 없는 무적의 방어소재가 된다.

미국 뉴욕 시립 대학 첨단 과학 연구 센터의 연구진은, 그래핀 시트를 2장 겹친 뒤 강한 힘이 주어졌을 때 3차원 다이아몬드 형태의 구조로 변화하게 만들었습니다.

이것은 4번째 전자가 고정되면 그래핀이 또 다른 유명한 탄소 동소체, 즉 다이아몬드로 변화하는 성질을 이용한 것입니다.

또한 시트의 전도성이 급격히 변화함으로써 몇가지 재미있는 전기적 특성이 생기게 되는데요.

하지만, 일단 이러한 응용으로 우선 생각할 수 있는 것은 경량화된 보호 소재입니다.

다이아몬드의 경도를 가진 역사상 가장 얇은 필름 "디아민"

"다이아몬드의 경도를 가진 역사상 가장 얇은 필름입니다." 라고 이 연구의 핵심 인물인 엘리사 리드(Elisa Riedo) 박사는 말합니다.

"흑연과 그래핀의 단일 원자 층에서 압력을 가하면 부드럽게 느껴지지만, 2겹으로 겹친 후 압력을 가하면 소재가 갑자기 엄청나게 단단해집니다. 다이아몬드 이상으로 말이죠."

이상하게도 3장을 겹치면 약해진다.

이상하게도 층을 3겹으로 만들면 반대로 약해진다고 합니다.

그래픽의 강력한 특성은 2층 구조로 만들었을 때에만 발휘된다고 합니다.

"흑연과 다이아몬드도 모두 완전히 탄소로 되어 있지만, 원자의 배열은 소재에 따라 다릅니다.

따라서 경도, 유연성, 전도성의 차이가 나타나게 되는 것입니다." 라고 연구에 참여한 안젤로 본조노(Angero Bongiorno)박사는 설명합니다.

"새로운 기술에 의해 흑연을 특정 조건에서 사용할 때 다이아몬드의 특성을 발휘시킬 수 있게 되었습니다."

최강의 방탄복으로서의 미래

응용하는 방법에 대해서는 앞으로 더 많이 고안되겠지만, 미래의 과학 기술을 통해 그 구조나 전도성이 점점 더 큰 역할을 하게될 것임에는 틀림없어 보입니다.

언젠가 경찰관이나 군인 등이 디아민을 사용한 방탄 조끼를 사용해 몸을 지키게 될지도 모르겠습니다.

또는 우주를 날아다니는 작은 운석으로부터 우주 비행사를 지켜줄지도 모르겠습니다.

그리고 시판된다면 위험한 총기 난사의 피해자가 줄어들게 될지도 모르겠네요.

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