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| 작성자 : 이정구 작성자ID : jk0620 조회 : 28 추천 : 0 |
작성일 : 2004-02-09
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떼돈 벌것 같은 같은 아이디어/분자 저장장치 산업과 햇볕공급자 사업 |
미국의 연구자들은 지금까지 관측된 것 중에서 가장 큰 내부 표면적을 갖는 새로운 화학 구조물을 만들었다. 그램 당 4500제곱 미터의 표면적을 갖는 분자 유기 구조물(MOFs)이라고 불리는 종류의 구조물을 발견했다고 전한다.
자료에 의하면,
MOFs는 이미 10년전 부터 그 특성이 예상되어, 금속이온과 유기 다리 리간드를 연결시켜서 제올라이트처럼 pore를 갖는 결정체 화합물이라 한다. 진공 하에서 영구적 다공성 (permanent porosity) 을 유지하여서 피흡착착(adsorbate) 을 가역적으로 흡탈착 할 수 있는 MOFs 의 합성물로써, 이들은 큰 표면적을 가져서 적은 양으로 많은 양의 유용한 연료 기체인 메탄이나 수소를 효과적으로 내포할 수 있으며, 또한 잠재적 촉매 활성자리로서의 루이스산인 금속이온을 가져서 화학 반응의 촉매로 사용될 수 있다고 한다.
그곳에 기체를 저장하는 응용분야 생겨날 것이라 전한다. 만약에 반대로 외부표면적이 최대인 분자가 있다면 부력도 최대가 되어 수중이나 대기권.진공에서는 소량의 분자만으로도 엄청 빠른 속도로 부력을 발생할 것이다. 또한 철구조물을 가장 가볍게 부력을 작용케 할 수도 있으리라. 더나아가 내부표면적이 최대인 분자 내부에서 생존공간을 찾아할 미생물을 발현 시킨다거나 엄청난 량의 흡수력을 가진 특성분자로 만들면 산소를 축적하여 달이나 화성의 지층 아래의 공기층을 만드는 일도 가능할 것이다. 이는 곧바로 NASA와 USA의 태양계 유인우주개발에 커다란 실험적 과제로 추천해 볼수도 있으리라. 신공간에 대한 발견과 창출은 지구형 친공간을 만드는 관건이 21세기의 인류에게는 중요한 과제이다.
그곳이 설령 달나라.화성 같은 곳일 수도 있지만 우리가 인공적으로 만들어낸 분자구조물 운반체.구조물의 내부 일 수도 있으니 말이다.
지구는 거대한 우주에 비하면 분자형 유기 구조물(MOFs)종류의 구조물에 지나지 않을 수 있다. 고로 제임스 러브록의 가이아가설은 지구를 생명체로 보았다면 우리는 이제서 화학적 의미에 지구를 내부 표면적을 갖은 '행성의 화학적 유기 구조물(MOFs)' 의 일종이라 정의해야 할 판이다. 중력의 대기권은 지구분자의 다공성 내부 표면적으로 비유할 수 있으리라.
좀 다른 아이디어가 문뜩 생각났다. 떼돈 벌것 같다.
요즘 빌딩사이에 하루종일 그늘진 사무실이나 주택등지가 너무도 많다. 옛날에는 한강물 파는 봉이 김선달을 들먹이며 웃었던 시절에 생수산업이 각광받고 심지어는 청정공기도 스프레이로 파는 세상이니 이젠 천연햇볕을 거울.광섬유로 파는 세상이 될 것이다. 물론 분자 유기 구조물(MOFs)에 함유된 천연햇볕이면 그 얼마나 따스한 보온재.등불이 되려나.
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자료1.
http://www.kisti.re.kr/kisti/techtrend/techtrend_index.jsp
등록일 : 2004-02-07
최고의 표면적을 갖는 결정형 분자 제작
출처일자 : 2004-02-06
≫ 내용
미국의 연구자들은 지금까지 관측된 것 중에서 가장 큰 내부 표면적을 갖는 새로운 화학 구조물을 만들었다. 미시간 대학교의 Omar Yaghi와 미시건 및 애리조나 주립 대학교의 공동 연구자들은 그램 당 4500제곱 미터의 표면적을 가질 것으로 예상되는 다공성 금속-유기물 구조물을 제작했다. 이것은 기존의 최고기록보다 50% 더 넓은 것이다. 이 구조물은 대량의 기체와 결합할 수 있어 기체 저장이나 촉매를 포함한 다양한 용도로 응용될 수 있을 것이다(H Chae et al. 2004 Nature 427 523).
매우 큰 표면적을 갖는 다공성 물질은 촉매, 화학 분리, 기체 저장과 관련된 여러 응용 분야에서 매우 중요하다. 최근까지 정렬된 구조물 중에서 가장 큰 표면적을 가진 물질은 제올라이트Y였다. 이 물질은 그램 당 904제곱 미터의 표면적을 갖는다. 하지만 1999년에 Yaghi와 동료 연구자들은 그램 당 3000제곱 미터의 표면적을 갖는 분자 유기 구조물(MOFs)이라고 불리는 종류의 구조물을 발견했다. 최근 이 연구팀은 이것보다도 훨씬 더 큰 표면적을 갖는 MOF-177이라 불리는 새로운 결정형 MOF를 만들었다.
Yaghi와 동료들은 새로운 구조물을 만들기 위해 질산아연 화합물과 BTB(삼각형으로 정렬된 네 개의 벤젠 고리로 만들어진 분자, 그림 1참조)로 알려진 유기물을 혼합했다. 그들은 혼합물을 천천히 가열해 섭씨 100도에서 23시간을 유지시키고 다시 상온으로 냉각시켰다.
미시간-애리조나 팀은 엑스레이 회절을 이용해 이 구조물이 벽돌 모양 결정의 개방된 3차원 배열을 포함하고 있다는 것을 관측했다. 이 구조에는 아세트산 아연 클러스터가 6개의 BTB 단위체에 연결되어 있다(그림 2 참조). 80% 이상의 구조가 1나노미터 직경을 갖는 주기적 간격의 기공들로 이루어져 있다.
Yaghi와 동료 연구자들은 이 구조물이 기체를 흡수하는 능력을 시험하기 위해 질소 기체 흡수력을 측정했다. 그들은 비교적 낮은 압력과 절대 온도 78 켈빈에서 MOF-177 1그램이 1.29그램의 질소를 흡수하는 것을 관측했다. 그들은 이 결과를 통해 이 물질의 표면적이 그램 당 4500제곱 미터라는 것을 계산했다.
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분자들의 내부 표면적은 어떤 모습일까. 외부와 내부가 분명하게 구분된 구형의 닫혀진 공간이 아닐까. 또한 무엇으로 채워진 공간이란 말인가. 수많은 분자들은 어떻게 다른 분자들과 작용하나. 물리적인 현상을 분자개념으로 보편화한 이론이라도 있는가.
마방진을 구의 내외부 표면적으로 생각하면 구의 중심으로 부터의 반지름으로 부터 3 차원적(동서경.남북위.구의 반지름) 좌표화가 가능하다. 고로 마방진은 구의 내외적 표면적으로 표현하고서 이웃하지 않는 두개의 숫자들.정보.물질들이 멀리 떨어져 있는 모습을 구형으로 표현할 수 있다.
이는 아인쉬타인 상대성으로 무관했던 멀리 떨어 두개의 상대성 위치해석에 대하여 구체적인 논리적 근거를 마련한 것으로 본다. 구의 반지름은 다발로 된 막대.줄기 일 수 있다. 엄밀하게 말해서 마방진의 mser가 내부가 구의 중심으로부터 '줄었다 늘었다' 하는 모습일 수 있다. 고로 n*mser=0 이 곧 우리가 목격하는 magic square일 것이다. 더나아가 평면은 n*mser=0 이며 구의 모습으로 나타난 것은 비누막에서 비누방울이 된 것과 같은 n*mser=m이다. 1차 ms에서 구형이 평면의 내부공간의 확장에서 나타난다. 이때의 구의 표면에는 1차 ms 일 뿐이다. 만약에 3차 이상의 ms가 형성되다면 구의 내용이 1차 ms의 3차원 공간과는 구별되어질 것으로 보이며 혹, 구의 3차원 공간이 안 나타날 경우는 역으로 ms가 평면적인 조건 자체가 구의 축소를 의미할 수 있을 것이다.그 모습은 방추선이 초점인 구를 향해 수렴되는 모습이다. 이는 또한 마치 렌즈효과와 같은 모습이다. 반대로 구의 찌그러짐 현상은 구의 내부에 방선이 벡터장을 이루고 있음이다.
이들은 비누막에 대하여 외부에 의한 찌그러진 평면에서 비누방울을 형성하는 방식과 내용이 다른 것이다. 고로 구을 이루는 방식은 2가지이다.
여기서의 면의 찌그러짐은 진동이다. 초끈이론에서의 진동의 원리는 곧 물질의 면을 이루리라. 진동은 무슨 힘이 작용하는가. 페르미온의 물질이 보존에 의해 진동하는 것은 아닌지.
원자의 내부에 들어가는 아이디어를 통해 가속도가 붙는 빛에 의해 원자가 붕괴되는 현상은 곧바로 원자탄을 만들수 있는 아이템으로 나타냈듯이 분자에 대한 외부적인 빛의 침투로 분자가 붕괴를 통해 에너지가 나타나는 것에 대한 조사도 면밀히 이뤄져야 할 것이다. 물론 이문제는 분자의 최대 내부면적을 가진 공간에서 어떤 응용을 기대할수 있을까. 어쩌면 빛을 정지하는 현상을 만들어낼 수도 있으리라.
인용자료1.
http://ww7.introcom.net/~chk7787/main_juke_index.htm
미국 하버드대학 연구팀은 빛의 입자인 광자(光子)를 잠시 한 장소에 가뒀다가 다시 움직이게 하는 데 성공했다고 영국 BBC방송이 10일 보도했다.
이 방송에 따르면 하버드대 물리학과의 알렉산더 지브로프 교수팀은 초속 29만9000㎞로 이동하는 빛을 10~20 마이크로초(100만분의 1초) 동안 한 곳에 붙잡아 두는 데 성공했다. 빛의 입자인 광자를 그 에너지와 함께 붙들어 둔 것은 이번이 처음이다. 지난 2001년 실험은 빛을 멈추는 데는 성공했지만, 광자의 에너지가 소멸돼 운동성을 잃어버리는 문제점이 있었다.
광자의 움직임을 완전히 통제할 수 있게 되면 빛에 정보를 저장하는 양자 컴퓨터 개발이 가능해진다. 양자 컴퓨터는 지금의 수퍼 컴퓨터로 수백년 걸리는 연산을 불과 몇 초만에 끝내는 ‘꿈의 컴퓨터’로 기대를 모으고 있다.
지브로프 교수팀은 우선 루비듐 기체가 담긴 실린더에 빛을 쏘아 광자를 멈추게 했다. 여기에 서로 다른 2개의 통제 광선을 비춰, 간섭 현상을 이용한 수많은 가상 거울을 만들었다. 광자는 이 가상 거울들에 부딪혀 제자리를 맴돌다가 10~20 마이크로초 뒤 원래의 방향과 속도로 다시 이동했다.
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인용자2.
http://phps.snu.ac.kr/public/people/walker71/atomic_bomb.htm
우라늄 원자핵이 하나의 물방울이라고 상상했다.
이 물방울은 플러스 전하를 띠고 있는 92개의 양성자들의 상호 반발력을 이기고 간신히 뭉쳐진 형태를 유지하고 있다. 여기에 뚫고 들어온 중성자는 마치 달이 지구에 충돌한 것처럼 그와 같이 불안정한 배치를 격렬하게 교란시킬 것이다.
우라늄 원자핵은 물이 가득찬 풍선처럼 요동을 치게 될 것이다. 그러한 요동 중에 잡아늘인 태피 사탕같은 모양이 되면 두 개의 불룩한 부분 사이에 좁은 목이 생길 수 있다. 그러면 핵을 뭉치는 힘이 각각의 불룩한 부분 속에서 다시 작용해 목이 가늘어져 뚝 끊어지면서 새로운 두 개의 작은 핵이 생기는데, 이 핵은 어떤 원소가 되어도 상관없지만 대체로 바륨(56)과 크립톤(36)이 된다(36+56=92). 각각 플러스 전하를 띤 이 두 개의 핵은 엄청난 에너지로 서로를 밀치게 되는데, 나중에 프리쉬가 계산한 바에 따르면 원자 하나당 에너지가 모래알 하나를 튀어오르게 하는 데 충분할 정도의 양이었다. 프리쉬는 코펜하겐으로 돌아가 ― 그곳에서 그는 저명한 덴마크 과학자 닐스 보어와 함께 연구하고 있었다 ― 물리 실험을 통해 새로운 반응을 확인했고, 이 반응에 그것과 유사한 생물학에서의 세포분열 과정으로부터 빌어온 용어를 써서 ['핵분열'이라는] 이름을 붙였다.
세계는 아직 명목상 평화를 유지하고 있었고, 이 새로운 발견을 비밀에 붙이자고 주장한 사람은 아무도 없었다. 아이디어들은 마치 바이러스처럼 퍼져갔다.
한과 슈트라스만, 마이트너와 프리쉬는 독일과 영국 저널에 논문을 실었고, 보어는 미국에 뉴스를 전해주었으며, 한 프랑스 물리학자는 레닌그라드의 동료 물리학자에게 편지를 써서 알려주었고, 전기 엔지니어였던 일본의 한 군사 장교는 외국 저널에 실린 논문에서 이를 읽었다. 아직 규모가 작고 공동체적이었던 물리학계는 이내 이 발견이 지닌 의미를 알아챘다. 방사능의 비밀을 놓고 40년 넘게 기초 연구를 거듭한 결과, 여기 마침내 물질 내에 잠재된 엄청난 에너지 ― 알베르트 아인슈타인이 유명한 공식 E=mc2으로 정량화한 ― 를 방출시킬 수 있는 과정이 발견된 것이었다.
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다른 한편,
내부공간이 최대로 넓은 분자에 삼투압 기능막을 만들어주면 습기제거 내지는 습기의 표면장력 내지는 물분자의 반발력으로 인한 색체의 특성분리 현상을 유도해 낼수도 있으리라.
분자 내부에 미세분자(수소)가스,산소가스를 주입할 수 없을까. 물을 대량으로 분자단위에서 함유토록 하는 것이다. 물론 물질의 특성을 선별적으로 분리해야 하는 중요한 일에 그 역할은 활용 범위가 무궁무진할 것이다.
인용자료3.
http://www.iin.co.kr/iinip7/cis/oil/%C7%D1%C0%FC%BC%AE%C3%D12000/Paraffin.html
선형 탄화수소와 가지형 탄화수소를 분리하는 공정으로 미국에서 채택되고 있는 공정은 대략 4종류가 있으며 이중 3가지 공정은 여러 개의 구멍을 가진 분자체(molecular sieve,걸러주는 체)의 흡착으로 더 잘 알려져 있는 합성 제올라이트를 사용하고 있다. 분자체는 체(sieve)의 원리를 분리공정어 적용한 것으로써 합성 제올라이트의 세공의 크기보다 작은 선형 화합물은 흡수하게 되고 그보다 큰 가지형 및 고리형 구조의 화합물은 세공에 들어갈 수 없게 됨으로써 이들의 분리가 일어나게 되는 것이다.
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어쩌면 우리는 분자 화합물의 내부표면적의 지도를 그려내기 위하여 엄청난 분자조합을 계산해야 할찌도 모른다. 소립자의 규명을 위한 노력도 이에 포함된다면 거의 분자조합의 샘플링은 B중간자와 반B중간자를 1억5천만개 만들어 실험한 결과도 포함하여 10의 500 승에 달하는 분자 샘플재료를 통하여 분자체(molecular sieve,걸러주는 체), 타분자 저장운반체 등의 용도를 가진 미세 물질의 운반체를 인간의 달나라.화성 이주계획에 획기적인 구조물을 만들어낼 것 같다. 이는 우리네 기존과학의 표준 미래문명 전망에서는 설명하기 심든 분야이다.
인용자료4.
일 연구팀 “표준이론 설명 안되는 현상 발견”
한국 미국 일본 독일 등이 참가한 국제연구팀이 소립자물리학의 정설로 돼 있는 표준이론으로는 설명할 수 없는, 미지의 소립자의 존재를 암시하는 새로운 현상을 관측했다고 일본 언론들이 13일 보도했다. 연구팀은 이를 12일 미국 시카고에서 열리고 있는 국제회의에 발표했다.
보도에 따르면, 연구팀은 일본 이바라기현 쓰쿠바에 있는 고에너지가속기연구기구 안에 설치된 둘레 3km의 대형 가속기(B팩토리)에서 만들어진 입자인 ‘B중간자’와 그 반입자인 ‘반B중간자’가 붕괴해 가는 과정을 비교하면서 표준이론을 검증했다.
B중간자와 반B중간자를 1억5천만개 만들어 실험한 결과, 대부분의 붕괴 형태에서는 표준이론이 예측한 대로의 차가 나타났으나, 두 입자가 파괴돼 파이 중간자와 케이 중간자로 되는 패턴(68건)에서는 붕괴 형태의 차가 표준이론의 예측과 크게 다른 것을 발견했다.
연구팀은 이런 붕괴 패턴의 차이를 집중적으로 연구한 결과, 지금까지 알려지지 않은 소립자의 존재를 전제하지 않고는 설명이 불가능하다는 결론을 내렸다.
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좀 다른 아이디어가 문뜩 생각났다. 떼돈 벌것 같다.
요즘 빌딩사이에 하루종일 그늘진 사무실이나 주택등지가 너무도 많다. 옛날에는 한강물 파는 봉이 김선달을 들먹이며 웃었던 시절에 생수산업이 각광받고 심지어는 청정공기도 스프레이로 파는 세상이니 이젠 햇볕을 파는 세상이 될 것이다. 햇볕을 공급해 주는 산업(광섬유.옥상에서 직접 잠망경으로 전해주는 반사경 거울로 천연햇볕을 직접 이동케 해준다)이 도래 했음이다. 벤처가는 한번 시도해 보시라. 수요자는 무궁무진하다. 햇볕을 보는 지하실 근무자의 얼굴 표정이 내 기분마져 즐겁게 만든다.
여러분 부자 되세요.
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