오스트리아 과학자들이 지구상에서 가장 강한 기적의 물질(Wonder material)로 불리는 카바인(Carbyne) 양산방법을 찾아냈다.

카바인은 다이아몬드보다 40배나 강하고 그래핀보다 2배나 강한 물질로서 무한히 길게, 그리고 1차원 탄소형태로 뽑아낼 수 있다. 연구진들은 이 사슬의 존재를 확인하기 위해 지금까지와는 다른 분광학과 X레이 산란방식을 사용했다.

비인대 연구진은 4일(현지시간) 강한 물질 특성에도 불구하고 불안정한 모습을 보여왔던 카바인을 50년만에 엄청나게 긴 탄소물질로 성장시키는데 성공했다고 발표했다. 이 물질은 6천400개의 원자 사슬로 형성돼 있다. 이들은 카바인을 합성하는 것은 물론 이를 양산하는 방법까지 알아냈다.

이처럼 강력한 합성 물질은 아주 강한 미래형 단말기를 만드는데 유용할 것으로 보인다.

연구진은 2중벽을 가진 탄소나토튜브를 사용해 지금까지 만들어진 것 가운데 가장 긴 길이로 카바인을 만들어 냈다.

카바인은 1885년 아돌프 폰 베이어가 제안한 물질이다. 그는 무한히 긴 탄소사슬로 된 선형 아세틸렌 탄소인 카바인의 존재를 처음으로 언급했다. 하지만 과학자들은 그 엄청난 불안정성 때문에 발견할 수 없을 것이라고 말했다.

하지만 토머스 피츨러가 이끄는 비인(비엔나)대 연구팀은 6천400개이상의 탄소원자로 만들어진 탄소사슬을 만드는 데 성공했다. 이전까지 100개의 탄소원자를 연결한 사슬을 만들 수 있었다.

연구진은 이처럼 카바인을 길게 만들기 위해 두겹의 그래핀을 굴림으로써 이중벽을 가진 나노튜브를 만들어냈다.

이후 이처럼 엄청나게 긴 탄소사슬을 이들 튜브 안에서 성장시켰는데 이는 안정된 환경을 만들어주었다. 이 방식은 연구팀에세 탄소사슬을 이전 기록보다 50배나 길게 만들 수 있도록 해 주었다.

레이 시 비인대 제 1 저자는 “실험을 통해 만들어 낸 이 아주 긴 탄소사슬은 지금까지 만들어낸 것 가운데 가장 길다. 이는 진정한 1차원(D) 탄소 동소체를 만드는 최종 목표를 달성할 유망 단계에 들어서게 해 주었다. 이 작업결과는 저차원 탄소기반 물질의 전자적, 기계적 속성을 알아내고 제어하기 위한 매우 효율적이고 유용한 협력 사례를 제공한다”고 말했다.

이같은 발견은 이같은 상태의 물질이 안정적일 뿐 아니라 전기적 특성이 탄소사슬의 길이에 따라 달라진다는 것을 보여주었다.

루비오는 “게다가 카바인의 기계적, 전기적 속성은 예외적이다. 이는 엄청나게 많은 광기계 기기는 물론 새로운 나노전자 설계에 대한 새로운 가능성을 제시해 준다”고 말했다.

이재구 기자 (jklee@nextdaily.co.kr)