깃털보다 가벼운 ‘황금’ 만드는 연금술 개발 (스위스 연구)

깃털보다 가벼운 새로운 형태의 황금을 만드는 연금술이 공개돼 학계의 관심이 쏠리고 있다.

스위스취리히연방공과대학(ETH Zurich) 연구진이 개발한 이 금(金)은 실제 금과 성분이 유사하면서도 깃털과 비슷한 가벼운 무게를 자랑한다.

가장 눈에 띠는 특징은 새로운 금의 성분이다. 연구진에 따르면 이 금의 구성요소 중 98%는 ‘공기’다. 나머지 성분은 우유에서 추출한 단백질 섬유와 금염(gold salt)로 구성돼 있는데, 외관상으로는 기존의 금과 비교하기 어려울 정도로 유사하지만 커피 등 액체 위에 올려놓으면 둥둥 뜰 정도로 가볍다.

여기서 금염은 금에 액체와 탄산나트륨을 넣고 증발시켰을 때 남는 오렌지색의 결정체를 뜻한다.

이 새로운 금을 자세히 들여다보면 구멍이 숭숭 뚫려있는 3차원의 그물망 형태라는 것을 알 수 있다. 이 때문에 구성 요소중 98%를 ‘공기’라고 표현한다.

생성과정은 다음과 같다. 1차로 금염과 단백질 섬유를 합친 뒤 여기에 액체를 부으면 일명 ‘에어로겔’(형성된 겔구조를 그대로 유지한 상태에서 겔 구조 내 액체를 공기로 치환해 얻은 고다공성 나노구조체)이 형성된다. 이 에어로겔이 공기 중에서 마르면 새로운 형태의 금이 된다.

연구를 이끈 취리히연방공과대학교의 라파엘 메젠가 교수는 “다공성의 에어로겔은 일반 합성 금에 비해 수 천배는 더 가볍다”면서 “새로 개발한 금은 구멍이 뚫려있는 구조 때문에 98%가 공기로 구성돼 있으며, 색깔은 일반인이 눈으로 구별하기 어려울 정도로 기존의 금과 유사하다”고 설명했다.

이어 “하지만 만져보면 실제 금보다 더 부드럽다는 것을 알 수 있다”면서 “다공성 부분을 제외한 나머지 ‘실체’ 중 80%는 금, 나머지 20%는 단백질 섬유로 구성돼 있다. 쉽게 설명하면 이 새로운 물질은 금 섬유망을 가진 에어로겔이라고 볼 수 있다”고 덧붙였다.

연구진은 이 ‘연금술’을 이용해 새로운 형태의 금을 만들어 액세서리 제작에 사용하거나, 실제 금을 필요로 하는 화학적 실험에 대체하는 용도로 사용할 수 있을 것으로 기대했다.

한편 이번 연구결과는 독일에서 발행되는 재료공학분야 세계 정상급 국제학술지인 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials) 최신호에 실렸다. 　

송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr