과학은 한때 불가능하다고 생각했던 많은 일들을 성취해냈습니다. 예를 들어 원자를 분할하는 것입니다. 독일 자르브뤼켄 소재 자르란트 대학의 놀라운 새로운 혁신 덕분에 이제 실리콘 방향족 생성을 목록에 추가할 수 있게 되었습니다.
이 화합물에 대해 가장 먼저 알아야 할 점은 마늘 한 쪽처럼 단순히 향이 나는 것이 아니라는 것입니다. 최초의 방향족 화합물은 독특한 향기로 인해 이름이 붙여졌지만, 현재는 화학자들에게 또 다른 품질이 훨씬 더 중요합니다. 자를란트 대학의 일반 및 무기 화학 교수인 David Scheschkewitz는 SciTechDaily에 다음과 같이 설명했습니다. “방향족으로 분류되려면 화합물이 평면 고리 구조 주위에 고르게 분포된 특정 수의 공유 전자를 가져야 합니다.” 화합물의 평면 고리는 각 원자가 동일한 평면에 있는 구조입니다.
이는 전자가 고르게 퍼지고 전체 구조가 함께 결합되는 방식으로 인해 화합물을 화학적으로 매우 안정하게 만듭니다. 이는 전자가 동일한 정도로 결합하지 않기 때문에 금속 실리콘으로 복제하는 것이 불가능하다고 생각되었던 방향족 화합물의 중요한 특성 중 하나입니다. 그럼에도 불구하고 연구팀은 5개의 원자로 구성된 실리콘 분자를 만드는 데 성공했다. 그 결과, 탄소 기반의 시클로펜타디에나이드 원자를 실리콘 원자로 대체하여 변형된 펜타실라시클로펜타디에나이드(pentasilacyclopentadienide)가 탄생했습니다. 과학자들은 반세기 동안 그러한 실리콘 방향족에 대한 경로를 모색해 왔으며 놀랍게도 도호쿠 대학의 이와모토 타케아키(Takeaki Iwamoto)가 이끄는 일본에서 활동하는 독립적인 팀이 거의 동시에 도착했습니다. 하지만 훨씬 더 인상적인 것은 이것이 바로 과학의 미래에 의미할 수 있는 것입니다.
발견과 그 놀라운 의미
화학자가 아닌 우리에게는 펜타실라사이클로펜타디에나이드를 발음하는 것조차 어려운데, 이것이 왜 그렇게 중요한 발전인지 즉시 파악하는 것은 말할 것도 없습니다. Scheschkewitz는 Chemical & Engineering News에 이것이 그의 “꿈의 화합물” 중 하나였다고 말했습니다. 20년 동안의 그의 실험과 그의 학생들의 실험은 그것을 생산하는데 실패했고, 그 전에는 Ankur(성 없음)가 트리이소프로필페닐실릴 삼염화물과 함께 이리튬 화합물과 칼륨 흑연을 사용하려고 시도했는데 거의 우연히 발생했습니다.
한편 Takeaki Iwamoto와 동료들은 다른 수단을 통해 동일한 제품에 도달한 분자를 조작하는 단계별 접근 방식을 개발했습니다. Iwamoto는 도호쿠 대학에 따르면 “사이클로펜타디에나이드는 반응 속도와 재료 과학 연구를 가속화하는 촉매에 널리 사용되는 매우 유용한 분자”이므로 실리콘 대응 물질의 생성은 과학과 그 이상에 큰 영향을 미친다고 말했습니다. 대학은 이것이 유사한 발견과 다른 실리콘 화합물의 생성으로 이어질 것이며, 결과적으로 “고갈 위험이 없는 풍부한 원소인 실리콘 고유의 잠재적인 물리적 특성, 기능 및 새로운 응용을 잠금 해제할 것”이라고 덧붙였습니다.
이 마지막 요점이 매우 중요할 수 있습니다. 결국, 물질은 다양한 필수 용도를 가질 수 있지만 이는 수요로 인해 물질이 너무 빨리 소모된다는 의미일 수도 있습니다. 이러한 실리콘 화합물이 더 많이 생성되고 안정화될 수 있다면 공정부터 신소재 개발(예: Google의 자가 치유 도로)에 이르기까지 모든 종류의 새로운 가능성이 열립니다. 펜타실라사이클로펜타디에나이드와 후속 발견이 어떤 결과를 가져올지는 아직 모르지만 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 아마도 훨씬 더 지속 가능한 새로운 물질일 것입니다. 일부 끈질긴 과학자들이 무언가를 받아들이기를 거부했기 때문에 모든 것이 불가능했습니다.
