대한민국 연구진, 세계 최초 1기압에서 다이아몬스 합성에 성공

 

오랜만에 국뽕이 차오르는 이슈가 나왔습니다.

 

바로 세계 최초로 우리가 생활하는 대기압 수준에서 다이아몬드를 합성하는 사례가 국내 연구팀의 손에서 나왔기 때문입니다.

 

다이아몬드는 지표 약 200km 아래에서 만들어지는 것이 특징입니다.

 

땅속 밑 깊은 곳에 있다보니 고온고압(1300~1800℃, 6만5000기압) 환경을 통해 탄소 원자가 다이아몬드로 만드들어지게 됩니다.

 

여기서 탄소가 한두 개 빠지기도 하고 질소, 산소, 수소, 황 등 다양한 원소가 끼어들면 류와 결합 구조에 따라 서로 다른 파장의 태양빛을 반사하면서 다이아몬드의 색상이 정해집니다.

 

 

이렇게 고압에서 수백만년의 인고 끝에 만들어지는 다이아몬드는 열전도성이 우수하고 단단하며 화학 물질과도 잘 반응하지 않아 전자기기나 반도체 등 활용 분야가 매우 넓습니다.

 

그런데 엄청난 고온과 고압의 조건에서만 합성되는 다이아몬드를 1기압에서 성공시킨 것입니다.

 

기초과학연구원(IBS) 측은 온도와 압력을 빠르게 조절해 액체 금속 합금을 만드는 'RSR-R'이라는 장치를 자체 제작하여, 수백 개의 변수를 조정하며 다이아몬드를 성장시킬 수 있는 최적의 온도와 압력, 합금 비율을 찾아냈습니다.

 

비율은 갈륨 77.75%, 니켈 11%, 철 11%, 실리콘 0.25%인데, 이를 통해 액체 금속 합금을 만들고 메탄과 수소에 노출하자 합금 하부 표면에서 탄소가 확산하며 다이아몬드 핵을 형성하고 성장했다고 합니다.

 

다이아몬드가 만들어진 온도는 1025℃였고 압력은 우리 주변의 대기압 수준인 1기압에 불과한 수준이라고 합니다.

 

 

 

또 중요한 것은 기존에 다이아몬드 합성 조건을 유지하기 위해서는 기술적 한계로 다이아몬드의 크기도 매우 제한됐습니다.

 

하지만 이번 연구를 통해 다이아몬드의 크기를 키울수도 있고, 비싼 장비가 필요하지도 않기에 세계의 모든 실험실에서 실험이 가능하다고 합니다.

 

이렇게 다이아몬드 합성 원천 기술을 확보하면서 한국이 새로운 다이아몬드 제조의 중심지가 될 수 있고, 나아가서는 반도체 등 빠르게 응용 분야를 확장해 관련 산업을 선도할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.