KISTI의 과학향기

여러분, 제가 지금 뭐 하고 있는지 아세요?

아주아주 중요한 실험을 하고 있어요.
뭐냐고요?

바로... 다이아몬드를 만들고 있어요!
다 이 아 몬 드!

다이아몬드는 탄소로 되어 있다고 하잖아요?

탄소하면 흑연!
흑연하면 연필심!

이 연필심을 녹이면
다이아몬드를 만들 수 있지 않을까요?

제가 한번 해볼 테니까, 기대해주세요 여러분~!

으아아아아!
또 실패했어요.

도대체 다이아몬드는 어떻게 만드는 걸까요?

<KISTI의 과학향기>에 잘 나와 있다고 하니까
이걸 보고 다시 만들어 봅시다!

우리가 아는 반짝반짝 예쁜 다이아몬드는
땅속 깊은 곳에서
아주 오랫동안 뜨거운 열과 센 압력을 받아서 생겨요.

다이아몬드를 얻으려면 흙을 엄청나게 파야 하고,
에너지도 많이 써야 하죠.

이 과정에서 온실가스가 나오고
자연이 파괴되기도 해요.
어떤 지역에선 다이아몬드 때문에 싸움이 나기도 하죠.

그래서 요즘은 실험실에서 만든
‘랩그로운 다이아몬드’가 주목받고 있어요.

천연 다이아몬드랑 거의 똑같이 생겼지만
가격은 더 저렴하고,
환경에도 조금 덜 해롭거든요.

랩그로운 다이아몬드는
땅속 깊은 곳처럼
엄청나게 뜨겁고 압력이 높은 환경을 똑같이 따라해서
만들기도 하고요.

기판 위에 다이아몬드 알갱이를
조금씩 자라게 하기도 해요.

기술이 발전하면서
보석으로 써도 될 만큼 품질이 좋아져서
많은 사람들에게 인기를 끌고 있답니다.

하지만 아직 완전히 친환경적인 건 아니에요.
만드는 데도 에너지가 많이 들고,
경우에 따라선 천연 다이아몬드보다
탄소를 더 많이 배출할 때도 있어요.

결국 중요한 건
어떤 방식으로, 어떤 에너지로 만드느냐는 거죠.

완벽한 ‘친환경 보석’이라고 부르긴 아직 이르지만,
조금씩 발전해 가고 있어요.

지속 가능한 다이아몬드,
우리 손에 더 가까워지고 있답니다.

흑연도, 다이아몬드도,
탄소로 이뤄져 있어요.

그런데 똑같은 탄소지만
서로 다른 모양으로 연결돼 있어서
성질이 완전히 다르답니다.

그리고 탄소로 이뤄진 또 다른 물질이 있는데요.
바로 풀러렌입니다!

풀러렌은 어떤 구조일지
직접 만들어 확인해볼까요?

1. Y자 연결핀에 투명관을 꽂아 오각형을 만들어요.
2. 같은 방법으로 오각형을 12개 만들어 주세요.
3. 오각형 3개를 연결해 가운데 육각형이 오도록 만들어 주세요.
4. 같은 방법으로 계속 연결해 주세요. 오각형 주변을 육각형이 감싸는 모양으로 만들어 주세요.
5. 마지막까지 모두 끼우면, 풀러렌 구조 완성!

다 만든 풀러렌 모형, 어디서 많이 본 것 같지 않나요?
맞아요. 풀러렌은 축구공 모양이에요.

다이아몬드는 탄소 원자들이 정사면체 모양으로
단단하게 결합돼 있는데,
풀러렌은 오각형과 육각형이 둥글게 연결된 구조랍니다.

풀러렌은
태양전지 연구에 활용되고 있어요.

이번 풀러렌 만들기는
초등학교 과학교과서 ‘물질의 상태와 성질’,
중학교 ‘분자와 이온’,
고등학교 ‘공유 결합과 분자 구조’ 단원과도
연결돼 있어요.

재미있게 실험하고, 교과 연계로 성적도 쑥쑥 올리세요~!

그럼 키온 박사는 다음에 다시 만나요! 안녕~!