<과학교사가 알려주는 원소이야기 21.

티탄족에서 유래한 원소, 티타늄>

 

 

 

안녕하세요! 과학교사 정은희입니다. 여러분 저 배 이름을 아시나요?

최첨단 시설을 자랑했던 저 배는 1912년 빙하에 부딪혀 3시간만에 가라앉고 맙니다.

바로 '타이타닉호' 인데요. 이 배의 이름이 바로 그리스 신화에 나오는 티탄족에서 유래되었다고 해요.

그리스신화에서 티탄족은 하늘의 신 우라노스와 땅의 신 가이아의 자식들인데요.

올림푸스 12신과 전쟁을 치르고 땅 속 타르타로스에 갇히게 된 신의 후예입니다.

얼마나 강한 원소이길래 티탄족에서 이름을 따온 것일까요? 지금부터 알아봐요~

 

 

 

티타늄의 반응 특성

 

 

티타늄은 지각 무게의 0.63%를 차지하는 9번째로 풍부한 원소입니다.

티타늄은 본래 흰색 금속 광택을 띠며 가볍고 강한데요. 강철보다 가볍고 알루미늄보다 4배나 강하다고 합니다.

반응성은 매우 큰 금속이지만 물과 공기에는 느리게 반응하는 특징을 가지고 있죠.

이유가 무엇일까요? 바로 표면에 치밀하고 단단한 보호피막이 생기기 때문인데요.

이 피막이 생기면 백금과 비교할 정도로 내부식성도 강해진다는 특징이 있습니다.

바닷물에도 부식되지 않는다고 하니 강한 티탄족을 의미하는 원소답죠?

 

 

 

 

티타늄의 사용

 

 티타늄의 약 60%는 항공우주 산업에 쓰이고 있습니다.

엔진과 동체 등의 부품제작에 금속 자체나 합금으로 사용되고 있죠. 

바닷물에 부식되지 않는 특성 때문에 선박, 낚시 도구, 잠수부 칼 등에도 쓰입니다.

또한 생체 적합성이 탁월해 인공관절이나 치과 임플란트 등 의료기기에서도 각광을 받고 있습니다.

 채굴된 티타늄의 대부분은 이산화티타늄(TiO2)의 제조에 쓰이는데요.

이산화티타늄(TiO2)은 밝고 굴절율이 커서 흰색 안료에 쓰입니다.

분말상태로는 불투명하기 때문에 고무나 치약 속에 첨가되어 불투명한 느낌을 줄 때도 사용합니다.

또 고체의 표면에 얇게 입히면 빛을 잘 반사하는 성질이 있어서 유전체 거울이나 모조 보석 제조에도 이용됩니다.

 

 

 

이산화티타늄을 입힌 제품의 표면은 친수성으로 공기 중의 물 분자를 흡수하여 얇은 층을 형성하는데요.

따라서 오염물질이 표면에 붙는 것을 막아주는 역할을 합니다.

이러한 장점 때문에 청소가 필요없는 유리창이나 물로 쉽게 청소되는 타일 등에 쓰입니다.

또한 자외선을 흡수하는 성질까지 있어 햇빛 차단제로 사용되고 있으며 살균제로도 이용합니다.

 

지각에 많이 포함된 원소로 항공우주제품에 높은 고층빌딩에.. 하늘과 땅의 조합 속에 태어난 원소라고 할 수 있겠네요. 

새로운 용도를 찾아 개발이 계속되고 있다고 하니 기대가 되네요.

 

선생님의 한마디

신비의 금속이라 불리우는 티타늄은 높은 생산단가 때문에 널리 쓰이긴 어려웠죠.

그러나 3D 프린터에 티타늄 분말을 사용하게 되면서 다시 각광받기 시작했습니다. 

이에 비례하듯 최근 티타늄을 재활용 할 수 있는 기술도 개발되어 이목을 집중시키고 있죠.

이 기술은 금속 가공 중에 발생하는 티타늄 조각을 재활용하는 방법인데요.

금속 가공과정에서 가스와 불순물이 오염되어서 산소와 강하게 결합하는 티타늄을 분리시키지 못했던

예전의 기술의 한계를 극복하여 전자기유도장치와 수소플라즈마로 

산소를 떼어내는 방법입니다. 재활용 기술과 새로운 용도까지 개발되어 앞으로 꿈의

금속의 역할을 톡톡히 할 전망입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

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화통이

소통이와 화통이가 전하는 화학 이야기. 세상에 빛을 더하는 정밀화학 이야기를 들려 드립니다 :) Leading Fine Change

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