연필심의 재료인 흑연과 다이아몬드는 모두 같은 원소로 이뤄져 있어요. 바로 ‘탄소’예요. 탄소는 원자들이 서로 어떻게 결합돼 있는지에 따라 다른 물질이 돼요. 다이아몬드는 탄소 하나가 탄소 네 개와 입체적으로 결합하며 탑을 이루고, 흑연은 탄소 하나가 탄소 세 개와 육각형 판 모양으로 결합하며 여러 층을 이루지요. 이처럼 다양한 물질로 탄생하는 특성 탓에 과학자들은 탄소 원자를 여러 형태로 결합시키며 새로운 소재를 만들어왔어요. 구부러지는 디스플레이에 사용될 수 있는 그래핀이 대표적이지요.
그런데 8월 15일, 새로운 탄소 분자를 합성해냈다는 연구가 발표됐어요. 영국 옥스퍼드대학교와 스위스 IBM취리히연구소 공동연구팀의 성과지요. 새로운 탄소 분자 ‘사이클로카본’(위 사진)은 18개 탄소가 동그랗게 모여 고리 모양을 하고 있어요. 지금까지 많은 화학자들이 고리 모양의 탄소 분자를 만드는 데 도전했지만 탄소가 다른 원소와 반응하는 탓에 실패해왔지요.
연구팀은 사이클로카본을 만들기 위해 영국과 스위스를 오갔어요. 먼저 영국팀이 탄소 4개가 고리 모양을 이루도록 하는 데 성공했으나 한쪽 끝에 산소가 붙어 있었어요. 이 분자를 건네 받은 스위스팀은 진공관에 분자를 넣어 미세한 전류로 산소를 빼냈지요. 이를 통해 여러 개의 사각형 탄소 고리가 재배열되며 18개 탄소로 이뤄진 하나의 사이클로카본을 만들 수 있었어요.
연구팀은 사이클로카본이 반도체뿐만 아니라 탄소만큼 작은 트랜지스터의 부품으로 사용할 수도 있다고 추정해요. 앞으로 사이클로카본을 더 많이 만들 수 있는 방법을 찾고, 그 특성을 면밀히 연구할 예정이랍니다.
