맥신 (MAX) 구조 이해 - 현미경 이미지

맥신에 대한 이해를 돕기 위해서 구조적인 내용으로 정리를 한 번 더 해 보았습니다. 그리고 이러한 구조를 만들고 어떻게 과학자 / 연구자들은 원자 수준에서 구조를 확인할지에 대해서 간단히 알아보도록 하죠. 

 

MAX 상은 어떻게 표기 되나요? 

MAX 상의 일반 공식  :     
               Mn+1 A Xn        -->   여기서 n = 1 ~ 4

즉, 211 상(Phase)라고 하면, Ti2CdC   (n=1)
     312상 (Phase)라고 하면, Ti3AlC2   (n=2)
     413상 (Phase)라고 하면, Ti4AlN3  (n=3)   이런식으로 확장된 상을 만들수 있습니다. 

 

M은 전이 금속 (아래 주기율표의 빨간색)

A는 A 그룹 (IIIA 및 IVA 또는 그룹 13 및 14) 원소 (파란색)

X는 탄소(C) 또는 질소(N)   검정색

 

주기율표내에서의 각각의 원소들. (위키피디아)

 

 

 

 

대기압 / 상온에서의 맥신 표면 분자 분석법

 

MAX의 다양한 구조는 아래와 같이 아주 다양한 원소로 구성된 맥신을 만드는 다양한 연구들이 진행되어 왔습니다. 

맥신의 구조에 대한 일반식

 

 

누리호와 토요샛 위성의 편대비행, 큐브위성, 한국천문연구원 출연연구원 이야기.

 

MAX를 만드는 방법 중 하나 소개

다양한 공정중에 에칭과 박리를 통해서 아래와 같이 2D 재료를 만들 수 있는 프로세스가 논문으로 보고 되기도 합니다. 

 

맥신의 평면 내 원자 배열.  에칭 프로세스와  박리를 통해 (오른쪽)  W1.33C MXene 을 만들 수 있음. (ref. Adv. Mater. 2018, 30, 1706409)

 

 

 

 

한국원자력연구원 출연연구원과 하나로 원자로 소개

 

그렇다면 만들어진 MAX의 구조를 볼 수 있을까? 

 

(V0.5Cr0.5)3AlC2의 구조를 투과전자현미경으로 관찰한 이미지 (Advanced Engineering Materials 23(4))

 

 

과학자 및 연구자들에 의해서 다양한 구조의 맥신을 만들고 이러한 2D 물질들이 잘 만들어졌는지 확인 할 수 있는 방법은 다양하나, 가장 원자 수준에서 관찰할 수 있는 방법은 투과전자현미경을 활용하는 방법이다. 위의 그림과 같이 투과전자현미경을 활용하면, 맥신의 MAX 를 원자들의 결합을 이미지로 직접 확인이 가능하다. 

 

 

 과학자들의 역할 :
이러한 새로운 과정을 통해서 신소재를 만드는 방법을 개발하고,
특성을 높이는 일을 하는 사람들이 과학자이자, 공학자들의 역할입니다.
초등학교 중학교에서 배우는 과학이 이미 수준 높은 과학임을 알고 공부를 한다면, 과학을 공부하는 원동력이 되지 않을까 합니다. 

 

 

오늘은 아이들에게 맥스의 구조에 대해서 알려주었습니다. 다음 시간에 또 다른 과학으로 만나뵙겠습니다. 

 

 

[초등 과학] 국립해양생물자원관 씨큐리움 어린이가이드 교육 안내 1

 

 

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