싱글벙글 현재 인류가 원하는 꿈의 신소재들

상온 초전도체 이미 줜나 유명하고 관한 글도 갤에 널려서 따로 설명 안함 그래핀 탄소 원자들이 벌집 모양으로 평면 결합한 두께 0.3nm의 2차원 물질 강철보다 최소 수십배 이상 단단하고 기술 발전에 따라 수백배도 가능함 거기다 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하며 다이아몬드보다 열 전도성이 뛰어남 또 투명하고 잘 휘어져 플렉서블 디스플레이 차세대 반도체 초고속 충전 배터리 등의 소재로 각광 받음 탄소나노튜브 그래핀 평면을 돌돌 말아서 튜브(원통) 형태로 만든 1차원 선형 구조 물질임 그래서 위에 그래핀하고 형제관계라 보면 됨 그래핀이 네모난 도화지라면 탄소나노튜브는 그 도화지를 둥글게 말아놓은 빨대나 파이프인 셈 그래서 기본적인 원자 수준의 스펙도 비슷함 강철보다 100배 이상 단단하고 (역시 스펙 올리면 수백배도 가능) 무게는 강철의 1/5수준 당연히 전기도 잘 통함 이 소재로 강화복 만들면 개인화기로는 절대 못 뚫고 대전차용 탄두 장착한 드론으로 조져야 함 그리고 땅크도 탄소나노튜브로 만들면 겉은 강철 수백배에 무게는 1/3 미만인 슈퍼 땅크 돼서 드론이나 대전차 무기로 못 부숨 이러면 2차 대전에서나 봤던 기갑 웨이브 시대가 오는거 사실상 드론 파훼 소재라 봐도 무방함 물론 내부 승무원이 삶아지지 않도록 고열 차단 첨단 세라믹이랑 공간장갑 같은 부수적인 튜닝은 좀 해줘야 하고 더구나 이미 도전재 같은 분야에선 어느정도 상용화가 됨 근데 이건 미량의 첨가제 수준이라 가능한거 또 짤처럼 탄소나노튜브 섬유가 있는데 이건 직물짜듯 탄소나노튜브를 천 같이 만든거 슈퍼탱크,강화복 같은거 만들려면 굵기가 수cm는 되어야 해서 아직 이정도 기술은 불가능임 그래도 섬유로 어찌저찌 해서 가벼운 강화복 정도 만들려는 시도는 있음 맥신 (MXene) 전이금속 탄화물 또는 질화물로 이루어진 2차원 나노 물질임 금속처럼 전기가 잘 통하면서도 물에 분산될 수 있어 가공성이 뛰어남 특히 전자기파를 완벽에 가깝게 차단하고 에너지를 저장하는 능력이 탁월해 스마트폰/전자기기의 전자파 차단재 초고성능 슈퍼커패시터(에너지 저장장치) 분야에서 큰 주목을 받는 꿈의 신소재임 현재는 어느정도 대량 합성과 고순도 제조 기술이 개발돼서 상용화 초기 단계라고 보는 시각도 있음 메타물질 (Metamaterials) 자연에 존재하지 않는 인공적인 물리적 특성을 갖도록 설계된 꿈의 신소재 특징은 빛이나 전자기파를 원하는 방향으로 마음대로 꺾을 수 있음 예를 들어 빛을 사물 뒤로 돌아가게 만들어 사물을 눈에 보이지 않게 하는 투명 망토 기술, 초소형 렌즈, 차세대 안테나 등 그래서 대중에는 보통 투명 망토 필수 재료라고 알려져있음 이미 일부 분야에선 상용화 초기 단계에 진입함 금속수소 말그대로 기체 상태의 수소가 금속처럼 된 형태임 이게 왜 대단하냐 고체 상태의 금속수소가 다시 일반 기체/액체 수소(분자 형태)로 돌아갈 때(재결합할 때) 어마어마한 양의 에너지를 방출 하는데 무려 기존 수소-산소 로켓 연소 에너지의 20배 이상임 당장 비로켓 연료의 성능을 나타내는 지표인 비추력이 현대의 액체 수소/산소 엔진은 약 460초인 반면 금속수소는 이론상 1,700초 이상임 그래서 차세대 추진 시스템으로 각광 받음 심지어 금속수소가 상온 초전도체의 일종이라고 보는 시각도 있음 또한 폭발력도 매우 강력해 일반 폭약과 핵폭발 사이에 위치한다고 보면 됨 1kg의 금속수소가 외부 충격이나 압력 저하로 인해 순식간에 기화(재결합) 하면 약 47~50kg 정도의 TNT가 한꺼번에 폭발하는 것과 같은 충격이 발생함 예를들어 일반 폭약으로 반경 100m를 초토화 시킬려면 5톤 분량의 TNT가 필요하지만 금속수소는 약 100kg 정도만 있으면 된다는거 다만 금속수소를 톤으로 실어도 입방근 법칙 때문에 수키로미터를 날리는 파괴력은 불가능함 예를들어 금속수소가 상용화 돼서 현무5에 9톤치 실어서 쏜다고 해도 초토화 범위는 150m 정도일거고 반경 400~500m까지 중대형 규모의 파괴력을 보여줄거임 단, 사람은 1km 떨어져 있어도 고막이 터지거나 장기 손상을 입을 수 있음 이정도면 거의 소형 핵폭탄이나 다름 없음 다만 위의 소재들은 상용화 초기 내지 일부 분야에서 상용화에 성공 했지만 금속수소는 상용화에서 가장 까마득임 얘는 압력이 풀리면 고체 상태가 유지 안됨 실험실에서 다이아몬드 앤빌 셀 같은 장비로 엄청난 압력을 가해 간신히 만들더라도 그 압력이 조금이라도 풀리는 순간 바로 발기 죽듯 고체에서 기체로 변해버림 그래서 금속수소를 21세기 연금술이라고 부르는 학자들도 있음 출처: 싱글벙글 지구촌 갤러리 [원본 보기]



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