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풀러렌 계열분자들과 이들의 활용
11111유연서
풀러렌 계열분자? 그게 뭔데?
=>보통 잘 알려진 풀러렌 모양
-1985년에 미국의 컬과 스몰리, 영국의 크로토가 헬륨 기체 통의 흑연 조각에 레이저를 쏘아 발견함
(1996년 노벨화학상 받게 됨)
-미국의 건축학자 버크민스터 풀러에게서 따와 '버크민스터 풀러렌'이라고 불리고 버키볼이라는 별칭도 있다.
풀러렌 계열분자? 그게 뭔데?
버크민스터 풀러렌 (C60)
버크민스터 풀러렌 (C60)
풀러렌 용액. 무극성이므로 톨루엔이나 이황화탄소 등을 녹인다.
But!!
풀러렌은 C60이 최초로 발견된 1985년 이후 다양한 형태로 만들어졌다.
But!!
여러가지 풀러렌 계열분자
1)어떤 풀러렌이든 오각형 12개를 가지고 있어야 안정한 구 형태를 이룰 수 있기 때문에 가장 작은 풀러렌은 C20이 되며, 그 이후 육각형을 하나씩 추가하는 식으로 C22를 제외한 짝수개 탄소 풀러렌을 만들 수 있다. C60 다음으로 안정한 풀러렌은 C70이며, 그 외에도 C72, C76, C84 등이 흔하게 발견된다.
Cn의 분자구조모형
Cn의 분자구조모형
http://www.nanotube.msu.edu/fullerene/fullerene-isomers.html
이와 같이 다양한 풀러렌계열의 분자모형이 존재하며 화학식이 같아도 오각형과 육각형의 배치에 따라 더 많은 종류의 모습과 에너지 수치를 가진다는 것을 알 수있다.
여러가지 풀러렌계열 분자
2)풀러렌은 속이 빈 분자성 물질이라 그 속에 다른 물질을 집어넣을 수 있는데, 잘 알려진 것으로는 란타넘(La)을 넣는 것 등이 있다. 분자 수술이라는 방식으로 물 분자를 투입할 수도 있고(H2O@C60). 또한 풀러렌 안에 풀러렌을 추가하기도 하였다 (C60@C240).
여러가지 풀러렌계열 분자
풀러렌들의 활용
1)다이아몬드만큼 강하면서도 미끄러운 성질이 있어서 윤활제로 개발되었다.
2)풀러렌 안에 약체를 투입한 후 체내에서 적당한 시기와 위치에서 문이 열리게 하는 약품의 개발로 ‘표적지향형 약물전달 시스템’으로 활용될 수 있다.
3)빛을 흡수하고 전자를 잘 받는 성질이 있는 C60으로 이루어진 결정에 알칼리 금속을 적절히 결합시키면 초전도체로 활용될 수 있음이 확인되었다.
4)여러 금속원자를 섞어 도체, 초전도체로 이용하거나 수많은 풀러렌을 서로 연결해 새로운 섬유, 촉매, 센서 등으로 활용할 수 있다.
5)기름에 녹는 성질을 이용하여 풀러렌을 수지에 첨가해서 내구성이나 내열성을 높이거나 정전기의 제거, 잡음 필터로의 응용이 가능하다.
풀러렌의 활용2
풀러렌의 활용2
6)풀러렌을 반으로 자르면 그 단면이 탄소나노튜브의 단면과 비슷하고, 성질도 꽤 비슷하게 나오는 것을 이용하여 탄소나노튜브와 연계된기술의 발전이 충분히 가능하다
7)모양이 구형으로 세상에서 가장 작은 베어링으로의 가치도 인정받았다.
8)풀러렌에서 탄소 하나를 질소 등으로 교체하여 새로운 물질(C59N을 만들어 연구 중이기도 하다. 예를 들어 위와 같이 탄소 하나를 질소 하나로 바꾸면 총 전자가 1개 더 늘어나는 꼴이 되므로 화학적 성질이 변화해 여러 가지 응용법이 만들어질 수 있다.
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9)반도체로서의 성질을 이용해서 태양 전지 연구에 활용되고 있다.
10)풀러렌이 빛을 흡수했을 때 주변에 산소가 있으면 에너지를 넘겨줘서 활성 산소를 만드는 성질이 있다. 이를 이용해 암세포가 풀러렌을 흡수하게 한 뒤 빛을 쬐어 활성 산소를 다량으로 만들어서 암세포를 박살내는 방식의 연구가 이뤄지고 있다.
활용사례
베어링 역할
불스원, '풀러렌' 함유한 새로운 불스파워 출시
마찰면 사이 마모를 예방해 자동차 연비 및 출력 향상
차은지 기자 (chacha@ebn.co.kr) l 2014-05-15 09:47
불스원이 노벨상 수상물질인 '풀러렌'을 함유한 엔진코팅제 불스파워를 새롭게 출시했다.불스원은 새롭게 리뉴얼된 불스파워는 엔진오일과 함께 사용할 경우 기존 제품 대비 12% 향상되는 윤활 특성이 있다고 15일 밝혔다.이번에 나온 불스파워는 베어링 효과로 마모를 방지할 뿐만 아니라 AOMC(유기몰리브덴화합물) 코팅으로 엔진의 윤활성을 향상시킨다.유정연 불스원 마케팅담당 전무는 "엔진에서 자동차를 움직이는 동력을 만들어내는 실린더부분은 중요한 역할을 수행한다"며 "풀러렌을 함유한 '뉴 불스파워'는 뛰어난 코팅 효과를 발휘해 엔진의 마모를 방지하고 연비와 출력을 증가시킨다"고 말했다.불스파워의 가격은 불스원몰 및 전국 대형할인매장에서 판매하는 할인점용 3만900원, 카센터에서 구입 가능한 전문가용 3만3천원이다.
풀러렌 이용화장품
but 조금 비싸다