다이아몬드가 사기적인 물질인 이유. eu > 읽을거리/과학

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다이아몬드의 이론적 압축강도는 최대 470GPa로, 지구 중심부의 압력에서도 붕괴되지 않고 버틸 수 있음

 

현재 실험실에서 '다이아몬드 앤빌셀'이라는 이름으로 지구 중심부 이상의 압력을 재현하는데 쓰이고 있는 중임

 

 

 

 

지금까지 관측된 다이아몬드의 인장강도는 60GPa로 이는 합성된 다중벽 탄소나노튜브의 최대 인장강도와 맞먹고, 이론적인 인장강도는 200GPa을 초과하여 탄소나노튜브의 이론적 인장강도 한계와 비슷함 

 

 

 

 

실제로 '1차원 다이아몬드'라고 불리는 다이아몬드 나노실(DNT)의 경우 탄소나노튜브를 대체하여 우주엘리베이터의 케이블 소재로 사용될 수 있음

 

탄소나노튜브나 그래핀과 비교하여 우수한 점은, 탄소나노튜브와 그래핀의 엄청난 강도는 개별 단위의 강도라 여러 개를 묶거나 쌓아서 덩어리로 만들면 더 이상 그 강도가 유지되지 못한다는 치명적인 문제가 있는데(60Gpa - > 2.2Gpa로 감소) 다이아몬드 나노실은 이러한 문제에서 상대적으로 자유로움

 

더구나 탄소나노튜브와 그래핀은 대기중에서 200도 이상의 온도를 견디지 못하고 타버리는데 다이아몬드는 대기중에서도 800도 까지 견딜 수 있음

 

 

 

 

다이아몬드의 열전도성은 실리콘의 22배, 구리의 5배로 현재까지 알려진 물질중에 가장 높음

 

 

 

 

다이아몬드는 가장 강력한 전기 절연체이기도 함

 

다이아몬드의 절연 파괴 강도는 10MV/cm로 실리콘의 50배, 육불화황(SF6)의 100배, 네오프렌 절연고무의 40배에 달함

 

이론적으로 30MV/cm 까지 달성가능하다고 보고있음

 

 

 

 

다이아몬드는 반도체 소재로도 사용가능함

 

위에서 다이아몬드는 전기 절연체라고 했지만, 다이아몬드 결정에 약간의 불순물(도펀트)를 섞으면 전도체나 초전도체로 바뀔 수 있음

 

질소(n)나 인(p)이 들어간 옐로우 다이아몬드는 n형 반도체, 붕소(b)가 들어간 블루 다이아몬드는 p형 반도체로 만들 수 있음

 

 

 

 

다이아몬드 기반 반도체는 최고의 극한 환경용 반도체로, 600도 이상에서 작동 가능하며 1천만 Gy의 방사능에도 견딜 수 있는데 이 정도면 왠만한 원자로 노심보다 강력한 수치임(인간은 80 Gy만 되어도 즉사함)

 

또한 실리콘 기반 반도체보다 90% 이상 효율적이고, 작동속도가 3배 빠르며, 냉각속도는 5배, 크기는 1000분의 1로 얇아지고, 100만배 높은 전류밀도를 가질 수 있음 

 

 

 

 

나노 다이아몬드 양자점은 양자점 디스플레이에 쓰일 수 있음

 

 

 

 

또한 양자컴퓨터의 연산자로도 사용 가능함

 

 

 

 

효율 높은 태양광 전지를 만들 수도 있음

 

 

 

 

순수한 다이아몬드는 잘 휘어진다고 함

 

결함없는 나노 다이아몬드는 이론적으로 최대 12%의 변형률을 가질 수 있으며, 실제 실험에서 9%까지 휘어졌음

 

 

 

 

과학자들은 이중층 그래핀과 비교될정도로 얇은 다이아몬드 박막을 만들어냈음

 

 

이를 이용하면 단단하면서도 잘 휘어지는 투명 디스플레이를 구현 가능함

 

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