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현대식 연금술로서의 야금술: 비스무스

Thursday, November 11, 2010

2010년 11월 17일, 수요일 / Brook Sandy]작성

비록오늘날대부분의과학자들은연금술이그동안계속신뢰를잃어온것을잘알고있지만, 나는기발하고유쾌한그아이디어에대해서는동감해야한다고배워왔습니다. 물론, 나는비스무스의구조를변경하거나또는그것을다른금속으로변형하려는생각은갖고있지않지만, 현대적인방법으로어떻게비스무스가다른금속의특성을크게바꾸는데 - 합금을통해서 - 사용될수있을것인가를알아보는것은무척흥미로운일입니다. 비스무스에관한나의최근포스트에서, 다소평범하지는않다고내가판단한그것의물리적인특질을요약한바있습니다. 내가비스무스에관해연구를하게된주된이유는원래저온의 Pb 가없는합금으로서의사용성때문이었습니다.

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배경:
나는Newton처럼연금술사도아니고, Seaborg 처럼비스무스를금으로변형할수도없지만, 나는비스무스와야금술을이용해서합금으로변형할수있습니다.

나는최근에“화학의마법사로야간부업하기” 라는제목으로된Isaac Newton경에관한 흥미로운기사를읽은적이있습니다. 많은사람들이Newton 을과학사에있어서가장중요한사람들중의하나로여겨왔고, 그자신도자신의일에아주전념해왔습니다. 연금술에관한그의깊은관심을보여주는이기사를읽고나서나는약간충격을받았습니다. Newton에관한이전의독서에서그가연금술에관심이있다고말한것을기억하고는있었지만, 당시에는과학과연금술이아주연관이깊었기때문일것이라는정도로만생각했던것같습니다. 학자들이더많은그의일기들을다시해석하기시작하면서, 그들은연금술에관한그의열정과그것을자연세계를완벽하게통제하는하나의통로로보고있음을알게되었습니다.

나는만일연금술사가되는것이사회적으로용납되었었다면내가그렇게되기를원했을것입니다; 물론실제로가능한옵션은아니었겠지만요. 현재, 화학/야금학이아주유사한것을생각해보면내가선택한지금하고있는일은타당한것같습니다.

이기사를읽고나서내가몇달전에비스무스를연구하면서알게된몇가지의흥미로운정보가생각났습니다; 그것은비록비스무스가연금술의 7대핵심금속은아니지만, “연금술적인” 상징(왼쪽의이미지 #52)을갖고있었고, 어떤목적이있었는지는알려져있지않지만자주사용되었었습니다. 나는또한다음과같은간략한정보도접할수있었습니다:

“1980년에, Glenn T. Seaborg라는이름의과학자는 Lawrence Berkeley Laboratory에서원자핵충돌을통해소량의비스무스를금으로변형할수있었다.”

Seaborg 는그자신만으로도놀랄만한과학자이며그에관한토의만으로도여러개의블로그포스트를채울수있을것입니다. 연금술사들이비스무스를과소평가했었고그것을금으로변형하기위해서더많은연구를했어야하는것이아닐까요?

현대의기술로다시돌아와서:
58Bi/42Sn 의공융합금은, 대기온도에서– 소비자전자제품과같은– 사용되는납땜제품의저온(138°C 에서액화) 옵션으로 Pb 를제외하면서사용되기시작했습니다. 비스무스와주석의용해온도가각각271°C 와 232°C인데도이처럼낮은이합금의용해온도에주의를기울이세요. 비록통상적으로비스무스는아주부서지기쉬운금속으로알려져왔지만, 이합금은SnPb 공융땜납과유사한특성을보여주고있습니다(최근의포스트에관한코멘트에회신을하자면, 추가적인자료관련정보는저에게직접연락을주세요). 더많은연성이요구되는경우에는, 1% 의은이추가될수있으며그것이열충격및피로에대한저항력을향상시킬것입니다. 아마도성능에서의 유사성은, 비록독성과같은다른여러특질에서는차이가있지만, 주기율표에서비스무스가납의옆에(바로오른쪽) 위치한것에서도알수있습니다.