요즘 그래핀에 대한 얘기가 나오던데 그래핀은 어떤것인지요?
그래핀은 흑연에서 얻어진다고 들었습니다.
연필심에 주로 사용하는 흑연과 다이아몬드와 그래핀의 차이점과 특성 에 대해서 알고 싶구요.
흑연은 검정색인데 다이아몬드와 그래핀은 투명한 이유를 알고 싶네요.
2개의 답변이 있어요!안녕하세요. 답변 드립니다.
그래핀은 탄소 원자로 만 이루어진 탄소 동소체의 한 종류입니다. (동소체란 한 종류의 원소로 구성되어 있지만, 그 원자의 배열 상태나 결합 방법이 달라서, 성질이 서로 다른 성질의 물질로 존재할 때, 이 여러 형태를 동소체 라고 합니다)
탄소 동소체를 살펴보면 다이아몬드, 흑연, 그래핀, 탄소나노튜브 등을 들 수 있습니다.
그중에서 그래핀은 가장 최근에 발견되었으나, 사실은 가장 기초적인 물질이라고 할 수 있습니다. 예를 들어 탄소 고리가 옆으로 연결되어 원자 한 층으로 이루어져 있는 그래핀을 종이 한 장으로 비유하자면 그 종이들이 차곡차곡 쌓여 이루어진 것이 흑연입니다. (아래 그림에서 가장 오른쪽에 있는 것 입니다.)
거꾸로 말하자면 흑연에서 한 층만을 벗겨낸 것이 그래핀입니다.(그림에서 제일 위쪽) 실제로 2010년에 노벨상을 받은 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프 박사팀이 그래핀을 최초로 발견한 것은 스카치테이프로 흑연에서 그래핀 층을 벗겨낸 것이었습니다.
흑연은 연필심을 보면 알 수 있듯이 검은색이지만, 그래핀은 무색입니다.
흑연이 검은 이유는 그래핀 여러 장이 겹쳐있기 때문이며, 연필로 글씨를 쓰면 검게 나오는 이유는 흑연 여러 겹이 같이 벗겨지기 때문이다.
추가적으로 원통형으로 말린 그래핀이 탄소나노튜브이고(그림 가운데) 공처럼 둥글게 말린 것이 플러렌입니다 (그림 왼쪽)
도움 되셨길 바랍니다.
즐거운 하루 되세요.
탄소는 최외각 전자수가 4개여서 4개의 다른 원소가 결합이 가능합니다.
우선 다이아몬드는 4개가 다 얽여서 그물처럼 엮인 구조로. 매우 안정되고 단단하죠.
하지만. 흑연부터는 4개가 아닌 3개와 연결되어. 하나의 전자가 남기에 전기가 통해요.
흑연은 6각형의 구조가 판형으로 배열된 형태로. 위아래는 만유인력의 일종인 힘으로 약하게 연결되어있죠.
그래서 위 아래로는 잘 떨어져서 연필같은걸로 쓸수 있어요.
그런데 그 판 하나를 때어넨게 그래핀입니다. 평면이지만 역시 탄소라서 강력하죠. 이것도 전자 1개가 남아 전기가 통해요.
그리고 나노튜브는 이 그래핀을 원통형으로 말아낸 것입니다. 통형 구조라 안에 뭘 넣을 수도 있고, 고무처렁 연성이 있으면서도 탄소 구조라서 내구도가 강력합니다. 여러 반도체, 통신, 우주 산업에 큰 기여를 할 물체입니다. 일본에선 이걸로 우주엘리베이터를 만들겠다고 날리치고 있기도 하죠.
아... 색상은
그래핀과 다이아몬드는 빛을 잘 투과시켜서 투명한 색이 보이는 것이고, 흑연은 빛을 잘 투과시키지 못하기 때문에 검게 보이는 것이죠.
