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우주인의 우주실험 과제에 ‘균일한 크기와 모양의 제올라이트 만들기’가 있던데 제올라이트가 무엇인가요?

제올라이트(zeolite)란 장석류라는 천연 광물의 일종으로 보통 ‘비석’이라고 불립니다. 여기에서 비석이라는 의미는 ‘끓는 돌’을 의미합니다. 그 이유는 제올라이트에 열을 가하면 수증기가 발생하기 때문에 붙여진 것이 지요. 제올라이트라는 이름을 처음 붙인 사람은 크롱스테드라는 광물학자로 돌이 끓는 것을 보고 이름을 붙였다 고 합니다. 그렇다면 어떻게 이런 일이 가능할까요? 제올라이트의 표면을 자세히 분석해 보면 수nm(나노미터)의 미세한 구멍들이 나있는 것을 관찰할 수가 있어 요. 바로 이 작은 구멍들 사이로 물이 스며들어가 있다가 열에 의하여 수증기로 변하면서 나오기 때문에 그 런 것입니다. 이러한 성질을 이용하여 오래 전부터 유럽의 이탈리아에서는 천연 제올라이트로 만든 벽돌집 을 짓고 살았다고 합니다. 이 집에서는 여름에는 벽돌이 습기를 흡수하여 집안의 습도를 조절할 수 있으며, 겨울에는 따뜻한 수증기를 함유할 수 있으니 실내의 온도를 따뜻하게 해 주는 것이죠. 하지만 이러한 천연 제올라이트는 가격도 비싸고 표면에 구멍의 크기 차이와 결정구조의 문제점이 있어 좀 더 효과적인 기능을 수행하기에는 문제가 있었죠. 그래서 1950년경에 합성 제올라이트가 만들어져서 사용되 게 되었습니다. 이 합성 제올라이트는 구멍의 크기도 크게 하고 구조적으로도 공업적으로 적합하게 제조되 었지요. 또, 합성 제올라이트가 다양한 유기물질의 반응에 우수한 촉매역할을 수행한다는 것이 밝혀짐으로 써 더욱 많은 분야에 사용되기 시작했습니다. 제올라이트는 지금 현재 토양개량제와 악취제거제, 해양오염 방지제, 적조현상 방지제, 폐수 처리제 등 다양 한 분야에 이용되고 있어요. 최근에는 뛰어난 항균효과를 가진다고 하여 각종 합성세제의 성분으로 사용되 고 있으며, 반도체 소자를 속에 집어넣으면 광컴퓨터나 광통신을 수행할 수 있어 최첨단 분야에도 사용하고 있답니다. 이번 한국인 최초의 우주인이 우주에서 실시하는 실험인 ‘균일한 크기와 모양의 제올라이트 만들기’는 무중 력 상태에서 새로운 광 결정이 만들어지는지 실험하는 것이라고 합니다. 만약 이 실험이 성공한다면 새로운 수소저장용기의 재료 개발에 많은 도움을 준다고 하지요. 이것은 앞으로 우리나라에 약 5000억원 규모의 경 제효과를 준다고 하니 정말 대단합니다. 이렇듯 제올라이트는 구멍에 어떠한 물질을 넣느냐에 따라 달라지므로 더욱 많은 분야에 적용될 수 있는 물 질이지요. 앞으로 충분한 연구를 기울인다면 엄청난 결과를 가져오는 물질이라고 확신합니다. 출처: 한국바스프 웹진
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