+ 지구밖으로 나가는 ‘우주 엘리베이터’ 2,050년 건설 . ‘나노 다이아’ 개발

 

 

 

지구밖으로 나가는 ‘우주 엘리베이터’ 2050년 건설

 

입력: 2014.09.22 17:19

 

 

 

 

마치 SF영화에서나 볼법한 장면이 점점 현실이 되고 있는 것 같다.

 

최근 일본의 건설회사 오오바야시구미가 오는 2050년까지 지구와 우주를 연결하는 ‘엘리베이터’ 제작 계획을 밝혀 화제에 올랐다. 미 항공우주국(NASA) 등 세계 각국 기관과 회사들이 ‘군침’을 흘리는 일명 ‘우주 엘리베이터’는 지상과 위성을 케이블로 연결하는 원대한 프로젝트다.

 

원리는 간단하다. 먼저 정지 궤도에 위성을 쏘아 올리고 그 사이를 지상과 케이블로 연결해 화물과 사람을 실어나르는 엘리베이터를 설치하는 것. 이 회사는 2년 전에도 역시 같은 내용의 계획을 발표한 바 있으며 이번에는 한발 더 나아가 구체적인 안도 담아냈다.

 

 

 

회사 측의 발표에 따르면 이 우주 엘리베이터는 최대 9만 6000km까지 솟구쳐 올라가며 7일 정도면 목표지인 위성까지 도달할 수 있다. 이 프로젝트의 핵심이 되는 기술이 바로 끊어지지 않는 케이블로 연구팀은 차기 신소재라 불리는 ‘탄소나노튜브’를 그 정답으로 보고있다.

 

회사 측 개발 책임자 요지 이시카와 박사는 “우주 엘리베이터 케이블의 강도는 철보다 100배 이상은 튼튼해야 한다” 면서 “현재 약 3cm 길이의 나노튜브를 만든 상태로 오는 2030년이면 충분한 길이로 제작이 가능할 것”이라고 내다봤다.

 

한편 일본 건설회사를 비롯 각국 연구진이 우주 엘리베이터에 관심을 쏟는 이유는 바로 경제성과 안정성 때문이다. 전문가들에 따르면 로켓을 통한 운송비는 kg당 2만 2000달러(약 2300만원)에 달하는데 비해 우주 엘리베이터를 이용하면 약 200달러(약 20만원)에 가능할 것으로 전망하고 있다.　

 

 

나우뉴스 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140922601031

 

 

 

 

‘우주 엘리베이터’ 제작 가능한 ‘나노 다이아’ 개발

 

입력: 2014.09.22 14:00

 

 

 

 

차기 신소재라 불리는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그래핀(graphene)보다 강력한 나노 크기의 다이아몬드 소재를 개발할 수 있는 방법을 과학자들이 찾아냈다.

 

영국 과학전문매체 피조그닷컴은 미국 펜실베이니아 주립대학·애리조나 주립대학·오크리지 굴립 연구소·카네기 연구소 공동 연구진이 모발보다 얇은 ‘다이아몬드 코어 나노 실(diamond-core nanothread)’ 개발에 성공했다고 21일(현지시간) 보도했다.

 

연구진은 오크리지 국립 연구소의 대형 고압축기기를 이용, 방향족화합물인 벤젠(benzene) 분자 속 탄소원자를 압축해 머리카락보다 얇고 광섬유보다 작은 사면체 탄성구조를 가진 ‘다이아몬드 코어 나노 실(diamond-core nanothread)’ 결정 추출에 성공했다.

 

연구진이 최초 압축해낸 벤젠 분자는 탄소 원자 6개, 수소 원자 12개로 이뤄진 사이클로헥세인(cyclohexane) 화합물 형태였으나, 이후 최종적으로 추출된 다이아몬드 코어 나노 실은 수소 원자로 둘러싸여져 있는 상태로 변화했다. 연구진은 처음에 강력한 압력을 가한 뒤 시간을 두고 천천히 압력을 해제하는 방식으로 벤젠 분자를 자극, 분자 내부의 탄소 원자가 사면체 구조로 질서 정연한 형태를 유지하도록 노력했고 이후 압력이 완전히 해제됐을 때 벤젠분자는 길고 얇은 ‘다이아몬드 코어 나노 실’로 변형됐다.

 

 

연구진은 이 ‘나노 실’ 결정을 X선 회절(X-ray diffraction), 중성자회절(neutron diffraction), 라만분광법(Raman spectroscop), 고체상태 핵 자기 공명(solid-state nuclear magnetic resonance), 투과전자현미경사진(transmission electron microscopy)으로 수차례 반복 조사하는 과정에서 내부의 완벽한 형태의 다이아몬드 구조가 존재함을 확인해낼 수 있었다.

 

연구진은 꿈의 신소재라 불리는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그래핀(graphene)보다도 이 ‘다이아몬드 코어 나노 실’이 가지는 잠재성이 더욱 높다고 본다. 펜실베이니아 주립 대학 화학과 존 베딩 교수는 “이 나노 실은 지금까지 나왔던 어떤 신소재보다 가볍고, 효율적이며 오염위험도 낮다”며 “특히 이론으로만 존재해온 무중력 공간과 지구 표면을 잇는 우주엘리베이터를 만들어낼 초경량 케이블을 이 다이아몬드 코어 나노 실로 만들 수 있다고 본다. 탄소나노튜브, 그래핀 보다 강하고 안정적이면서 대기까지 보호할 수 있기 때문”이라고 설명했다.

 

하지만 아직 ‘다이아몬드 코어 나노 실’은 신소재로의 개발이 완성된 것은 아니며 실험과정에서 드러난 뻣뻣함, 화학적 응용력, 대량 생산 방식 구축 등 극복할 과제가 많이 남아있다. 연구진은 이에 대한 추가 연구를 진행할 예정이다.

 

한편 이 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지 ‘네이처 공업소재(Nature Materials)’ 21일자에 게재됐다.

 

사진=Penn State University　

 

나우뉴스 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20140922601020