붕소 B

발견의 역사

붕산소듐 광물인 붕사는 수백 년 동안 납땜용 용제와 도자기 유약으로 거래되었으며, 티베트와 중앙아시아에서 교역로를 따라 유럽으로 들어왔다. 그러나 그 속에 새 원소가 숨어 있다는 사실은 19세기 초 화학 혁명기까지 아무도 몰랐다.

1808년 두 연구진이 거의 동시에 불순한 붕소를 분리했다. 파리에서는 조제프 루이 게이뤼삭과 루이 자크 테나르가 붕산을 포타슘으로 환원했고, 런던에서는 험프리 데이비가 처음에는 전기 분해로, 이어 포타슘 환원으로 비슷한 결과를 얻었다. 하지만 누구도 순수한 붕소를 얻지는 못했다. 비교적 순수한 붕소는 20세기 초, 특히 1909년 미국의 화학자 이지키얼 와인트라우브에 의해 처음 만들어졌다.

이름의 유래

영어 이름 boron은 붕사(borax)에 탄소(carbon)의 어미를 붙인 것으로, 붕소가 몇 가지 면에서 탄소와 닮았기 때문이다. borax는 아랍어 buraq을 거쳐 페르시아어에서 온 말이다. 원소 기호는 B다. 한국어 '붕소(硼素)'의 '붕(硼)'은 붕사를 뜻하는 한자로, '붕사의 원소'라는 의미다.

주요 용도

• 유리: 붕규산 유리는 급격한 온도 변화에 강해 실험 기구, 오븐용 그릇, 망원경 거울에 쓰인다.
• 유리 섬유·단열재: 붕소 화합물을 넣은 유리 섬유는 직물과 건물 단열재가 된다.
• 자석: 네오디뮴-철-붕소 자석은 흔히 쓰는 영구 자석 가운데 가장 강력해 모터·이어폰·하드디스크에 들어간다.
• 초경질 소재: 탄화 붕소는 방탄복과 연마재에, 입방정 질화 붕소는 경화강 절삭 공구에 쓴다.
• 원자력 안전: 붕소가 든 제어봉과 냉각수에 녹인 붕산이 원자로의 중성자를 흡수한다.
• 농업·세정: 붕산염은 비료 첨가제, 세제, 목재 방부제로 쓰인다.

동위원소

자연 붕소는 안정 동위원소 두 가지의 혼합물로, 붕소-10이 약 20%, 붕소-11이 약 80%다. 붕소-10은 느린 중성자를 매우 잘 흡수하며, 이 성질이 원자로 제어·방사선 차폐·중성자 검출기에 쓰인다. 같은 원리를 이용한 붕소 중성자 포획 치료(BNCT)는 붕소-10 약물을 암세포에 모은 뒤 중성자를 쪼여 암세포만 파괴하려는 치료법으로, 일부 국가에서 연구·임상에 쓰이고 있다. 붕소의 방사성 동위원소는 모두 반감기가 1초도 안 될 만큼 짧다.

생활 속 원소

식물은 세포벽 형성과 번식에 소량의 붕소가 필요하며, 부족하면 사탕무·사과 같은 작물에 병이 생긴다. 사람도 과일·견과·채소를 통해 붕소를 섭취하지만 필수 역할은 아직 확정되지 않았다.

붕산과 붕사는 많이 삼키면 독성이 있으므로 어린이와 반려동물의 손이 닿지 않게 보관한다. 붕소 화합물은 불꽃놀이에서 초록색 불꽃을 내는 데도 쓰인다.