텅스텐: 총알과 미사일을 위한 완벽한 금속

Sep 15, 2023

테니스공 크기의 쇠덩어리를 상상해 보세요. 손에 무게를 달아보세요. 이제 발에 떨어뜨려 보세요. 기분이 어떤가요? 이제 밀도가 3배나 높은 동일한 물체를 상상해 보십시오. 떨어뜨리면 어떤 느낌일까요? 다시 걸어보실래요?

그 금속은 텅스텐이다.

믿을 수 없을 만큼 밀도가 높을 뿐만 아니라 믿을 수 없을 정도로 단단하며 모든 원소 중 녹는점이 3,422C로 가장 높습니다.

한 세기 정도 전에는 세상에서 그것을 전혀 사용하지 않았습니다. 물건을 만들거나 가공하는 것이 거의 불가능했습니다. 그러나 이제 우리는 글을 쓰고, 빙하를 횡단하고, 엑스레이를 방출하고, 폭발물을 사용하지 않고 건물을 파괴하는 데 텅스텐을 사용합니다.

어떻게 이런 일이 일어났는지 이해하려면 우리는 세상의 모든 것을 형성해 온 경쟁적인 힘을 이해해야 하며, 생명 진화의 중심에 있는 미스터리보다 더 좋은 시작이 어디 있겠습니까?

처음 40억 년 동안 생명체는 실제로 그다지 진화하지 않았습니다. 유기체는 작고 단순하며 상당히 드물었습니다. 그리고 약 5억년 전에 특별한 일이 일어났습니다. 화석 기록에 따르면 생명체의 엄청난 폭발이 일어났습니다.

놀랍도록 다양한 새로운 유기체가 나타났습니다. 아래에는 촉수가 있고 등에는 원호 모양의 극적인 가시가 있는 접시 모양의 눈을 가진 생물이 있고, 게 같은 팔을 가진 오징어와 작은 물결 모양의 손가락이 달린 공중에 떠 있는 에어 매트리스와 같은 이상한 것들이 있습니다.

찰스 다윈은 "캄브리아기 폭발"로 알려진 현상이 그의 자연 선택 이론에 대한 가장 강력한 반대라고 생각했습니다. 이러한 종의 갑작스러운 번성은 점진적인 진화라는 개념에 어긋나는 것이었습니다.

그렇다면 그 원인은 무엇이었을까요?

이제 많은 과학자들은 이러한 새로운 생명체의 엄청난 확산이 캄브리아기 기준으로 볼 때 이국적인 새로운 능력(이론에는 눈, 심지어 항문까지 포함)의 발달에 의해 주도되었다고 믿고 있습니다.

아니면 치아는 어떻습니까? 캄브리아기에 처음 등장한 내장 입구 주변에 가시가 있는 벌레 같은 생물은 지금도 무시무시해 보이지만, 이 약탈적인 턱이 부드럽고 취약한 유기체의 세계에서 얼마나 효과적인 살인자가 될지 생각해 보세요.

그리고 그게 전부가 아닙니다. 캄브리아기는 또한 껍질과 외골격이 화석 기록에 처음으로 상당한 숫자로 나타나는 시기이기도 합니다. 또한 굴, 즉 해저를 파고 있는 생물의 최초의 증거도 있습니다.

고생물학자 마틴 브레이저(Martin Brasier)는 "이것은 마치 고고학 발굴지에서 칼과 방패, 총과 탱크, 폭탄과 방공호 등 군비경쟁의 불안한 잔재를 찾는 것과 같다"고 썼습니다.

이론은 나머지 창조물이 자신을 방어하기 위해 매우 빠르게 적응해야 했기 때문에 많은 생물이 탄산칼슘 갑옷을 토해냈고, 일부 동물이 안전한 곳을 찾기 위해 진화한 이유가 있다는 것입니다.

생물학자들은 이 과정을 공진화라고 부릅니다.

그렇다면 이 모든 것이 텅스텐과 무슨 관련이 있는지 궁금할 것입니다.

음, 제조업의 세계는 상당한 공진화를 수반합니다. 예를 들어 초강력 합금과 같은 신소재가 개발되었습니다. 이는 비행기나 전기 터빈과 같은 제품을 보다 탄력적으로 만들 수 있고 종종 더 가볍고 저렴하게 만들 수 있음을 의미합니다.

그러나 더 강한 구성 요소를 작동하려면 더 강한 도구가 필요합니다. 바로 여기서 텅스텐이 사용됩니다. 주기율표의 74번 원소는 자연에서 가장 강한 물질 중 하나입니다.

런던 외곽의 공구 제조업체인 SGS Carbide에서는 많은 재료를 사용합니다. 이들은 텅스텐과 탄소의 초경질 화합물인 텅스텐 카바이드를 코발트와 함께 접합하여 항공우주, 자동차 및 기타 여러 산업에 사용되는 다양한 드릴 비트와 절삭 공구를 만듭니다.

그렇다면 지구상에서 가장 극단적인 재료 중 하나를 어떻게 형성합니까?

더 튼튼한 유일한 것, 즉 다이아몬드를 사용해야 합니다. 다이아몬드 절단 도구를 사용하더라도 작업에는 불경한 전투가 포함되지만 SGS Carbide 공장 내부에서는 이를 알 수 없습니다. 연기나 불꽃이 없습니다. 당신이 듣는 것은 선반과 다른 기계에서 조용한 웅웅거리는 소리뿐입니다.