구리는 왜 공기중 산화하나요?
구리는 공기와 장시간 접촉하면 색이 변하는 현상이 나타나는데 이런 현상의 원인은 무엇인가요? 현재 기술로는 이런 현상을 막을 수 없나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.
구리는 가장 널리 사용되고 있는 전도체다. 하지만 구리는 공기 중에 노출되면 쉽게 산화돼 붉은 갈색에서 청록색으로 바뀐다. 그래서 초정밀 소재 등의 전기회로에는 구리보다 전기전도성도 나쁘고 훨씬 더 비싼 금이 사용되고 있다. 최근 국내 연구팀이 구리를 단원자층 높이의 얇은 박막으로 만들면 산화하지 않는다는 것을 알아냈다.
정세영 부산대 광메카트로닉스공학과 교수와 김영민 성균관대 에너지과학과 교수, 김성곤 미국 미시시피주립대 천체물리학과 교수 공동 연구팀은 두께가 4㎚, 거칠기가 0.2㎚에 불과한 세계에서 가장 얇고 매끈한 초평탄 단결정 구리박막을 만들었다. 그리고 이 구리 박막을 1년간 공기 중에 노출시킨 뒤, 고분해능 투과전자현미경을 사용해 관측했다. 그 결과 일반적으로 구리표면에서 관찰되는 자연 산화막은 물론, 원자 한층 수준의 산화도 관찰되지 않았다.
연구팀은 표면 거칠기가 두 원자층 이상일 경우, 구리 내부로 산소 침투가 쉽게 진행되지만 완벽하게 평평한 면이거나 단원자층일 때는 산소가 침투하기 어려워 산화가 일어나지 않는다는 것을 확인했다. 이뿐만 아니라 초평탄 박막 표면에 있는 산소는 산소 자리의 50%가 차면 더 이상 다른 산소가 접근하지 못하도록 밀어내어 산화를 억제하는 기능도 있다는 것을 알아냈다.
1명 평가안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
구리는 공기 중의 산소 또는 수소와 만날 경우 산화하게 됩니다. 산소와 수소로 이루어진 물에 노출되도 마찬가지 입니다.
이 것을 녹청이라고 하는데 구리의 표면을 보호하기 위해 얇은 막 형태를 구현하여 보호하게 되는 것 이죠. 하지만 녹청에 의해서 구리의 본래 특성인 전도체의 특성은 약해지게 되는데 이를 방지하기 위해 원래의 구리에 특수한 코팅 또는 열 등에 의해 처리를 하여 이 산화를 방지하고 있습니다.
구리가 공기와 장시간 접촉하면 표면에 산화되는 현상이 나타납니다. 이것은 녹슬기 현상으로, 구리 표면에 산소와 수분이 반응하여 구리 산화물이 생성되기 때문입니다. 구리 산화물은 주로 청록색 또는 갈색으로 표면을 덮게 되며, 이로 인해 구리의 색이 변하는 것을 관찰할 수 있습니다.
구리 산화물은 구리 표면을 보호하는 역할을 하지만, 미적인 측면에서는 원치 않는 결과일 수 있습니다. 따라서 구리가 오래되거나 노출된 구리 구조물, 동전, 도금 등에서는 색이 변하는 현상이 나타날 수 있습니다.
이런 현상을 완전히 막는 것은 어렵지만, 산화 방지를 위한 여러 방법이 있습니다. 예를 들어, 구리를 특수한 도장 처리하거나 코팅하여 구리 표면에 외부 공기와의 접촉을 차단할 수 있습니다. 또한, 구리 표면을 꾸며주는 물질을 사용하여 산화를 방지하고 미적인 면에서도 보다 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.
하지만 어떤 방법을 사용하더라도 완전한 방지는 어렵기 때문에, 구리 구조물이나 제품을 오래 보존하고자 한다면 주기적인 유지 보수와 청소가 필요합니다. 구리의 산화 현상은 자연적인 반응으로서 완전히 막을 수 없으며, 구리의 매력적인 녹색 색상이 나타나는 부분이기도 합니다. 따라서 구리를 사용하는 경우에는 이러한 산화 현상을 고려하여 적절한 관리와 유지 보수를 실시하는 것이 중요합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
구리는 공기와 장시간 접촉하면 색이 변하는 현상이 나타납니다. 이 현상을 녹청이라고 합니다. 녹청은 구리가 공기 중의 산소와 수소와 반응하여 생성되는 산화물입니다. 녹청은 구리의 표면에 얇은 막을 형성하여 구리의 표면을 보호합니다. 그러나 녹청은 구리의 전기 전도도를 저하시키고 구리의 강도를 약화시킵니다 현재 기술로는 녹청을 완전히 막을 수는 없습니다. 그러나 녹청의 생성을 억제하는 방법은 있습니다. 예를 들어 구리를 표면을 코팅하거나 구리를 특수한 처리를 하여 녹청이 생성되는 것을 방지할 수 있습니다.
안녕하세요. 조사를 해본 결과 구리는 공기와 장시간 접촉하면 색이 변하는 현상이 나타납니다. 이 현상은 '녹'이라고 합니다. 녹은 구리가 공기 중의 산소와 수분과 반응하여 생성되는 산화물입니다. 녹은 구리를 부식시키고, 구리의 전기 전도성을 저하시키는 등, 구리의 품질을 저하시키는 원인이 됩니다.
현재 기술로는 녹을 완전히 방지할 수는 없습니다. 그러나 녹의 생성을 억제하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 구리를 도금하거나, 구리를 보호하는 코팅을 바르거나, 구리를 건조한 환경에 보관하는 등의 방법을 사용할 수 있습니다. 참고 하셔서 도움되셨다면 추천 좋아요 부탁드려요~ 좋은 하루 되세요~ ^^
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
공기중에있는 산소와 자연적으로 화학반응하며 산화반응이 진행됩니다.
주로 외부에 산화방지 코팅을해주게됩니다.
감사합니다.
