[공감신문] 고강도 재질인 입방정 질화규소(立方晶 窒化硅素· cubic silicon nitride, c-Si₃N₄)물질이 세계에서 처음으로 일본과 독일 연구팀에 의해 투명한 유리로 만들어졌다.

연구에는 독일전자싱크로트론연구소(DESY)와 도쿄공업대, 에히메대(愛媛大), 히로사키대(弘前大), 일본 국립재료과학연구소, 독일 바이로이트대 등이 참여했으며, 입방정 질화규소에 관한 논문은 17일 과학 학술지 '사이언티픽 리포츠'에 실렸다고 DESY는 밝혔다.

입방정 질화규소는 투명 세라믹 물질 중 경도가 다이아몬드에 이어 2위다.

다이아몬드는 섭씨 750도 정도까지만 안정적이다. 그러나 입방정 질화규소는 섭씨 1400도의 고온도 견딜 수 있어 다이아몬드에 비해 열적 특성이 훨씬 강하다.

질화규소의 결정구조로는 입방정계 이외에도 삼방정계(三方晶系·trigonal)와 육방정계(六方晶系·hexagonal)로 매우 가혹한 조건을 견딜 수 있어 우주선·항공기·자동차 등의 엔진·터빈·베어링 등에 사용된다.

DESY 연구진은 1999년 독일 다름슈타트공대 연구진에 의해 처음으로 합성됐던 입방정 질화규소를 15만6천기압을 가해 투명 다결정 입방정 질화규소로 변환시켰다.

니시야마 교수는 "질화규소의 투명한 샘플이 만들어진 것은 이번이 처음"이라며 “연구자들은 이 물질이 여러모로 매우 우수한 성질을 지니고 있어 산업 분야에 응용될 잠재력이 큰 것으로 보고 있다”고 밝혔다.

이어 그는 "원료는 저렴하지만 거시적 크기의 투명 질화규소 샘플을 만들려면 인공 다이아몬드를 만드는 데 필요한 압력의 거의 2배가 필요하다"며 "지름 1∼5mm 크기로 만드는 것은 비교적 쉽지만 1cm를 넘기기는 힘들 것"이라고 설명했다.