페르시아인들은 서양보다 거의 1천 년 전에 스테인리스를 생산했다.

기술 / 문광주 기자 / 2020-09-27 14:25:54
현대 스테인리스 스틸은 1912년 독일 크룹(Krupp)社가 특허 등록.
고대 페르시아인은 그보다 1천년 앞서 탄소강에 크롬첨가 사용. 부분적으로 무기에 활용

고대 페르시아에는 이미 스테인리스 스틸이 존재했다.
페르시아인들은 서양보다 거의 1천 년 전에 크롬 함유 강철을 생산했다.


놀라울 정도로 앞서 있다.
우리는 스테인리스강을 갖게 된 것은 약 100년 됐다.
고대 페르시아에서는 그 제조법이 거의 1천 년 전에 알려졌다고 고고학자들은 말한다.
이에 대한 증거는 이란의 광물 찌꺼기 유적과 역사적 문서다. 이것에 따르면, 페르시아인들은 비록 현대의 스테인리스강보다 적은 양이긴 하지만 그 당시에도 철을 녹여 여기에 소량의 크롬 철광 광석을 첨가했다.

▲ 페르시아 차학(Chahak)의 도가니 조각에 있는 슬래그 잔해-그 안에 포함된 강철은 페르시아인들이 이 강철에

크롬을 첨가했음을 증명한다. © Rahil Alipour / UCL


스테인리스강은 수저, 냄비 또는 면도날에서 찾을 수 있다.
스테인리스 스틸은 부식과 녹에 강해야 하는 모든 곳에 사용된다.
이 유형의 강철은 용해로에 소량의 크롬을 첨가하여 만들어진다. 그 결과 현대 스테인리스 스틸에 크롬이 약 10.5% 포함된 합금이 탄생했다. 이 크롬강의 제조법은 이미 1821년에 유럽에서 발견됐지만 그 가치가 인정된 것은 1912년이다.
독일 철강 제조업체 크룹(Krupp)이 최초의 스테인리스강을 특허 등록했다.

페르시아 강철 제조법의 신비한 재료

유럽인이 크롬 합금강의 장점을 처음으로 인식한 것은 결코 아니다.
거의 천 년 전 페르시아인들은 이미 크롬강을 생산하고 있었다는 것을 런던 왕립 대학교의 라힐 알리푸(Rahil Alipour)와 그의 동료들이 최근 발견했다.
이 발견은 10/11 세기의 페르시아 사본으로 추적됐다.
학자 아부-라이한 비루니(Abu-Rayhan Biruni)는 이 기간에 보존된 페르시아 도가니 강철의 유일한 제조법을 설명했다.

이 강철을 만들기 위해 페르시아인들은 철과 함께 나무 조각과 석탄을 닫힌 점토 용기에 넣고 특수 용광로에서 금속을 녹였다. 탄소 성분이 함유된 물질 상태에서 약 1,400도까지 가열함으로써 철은 풀라드 강철(Pulad-Stahl)로 알려진 것이 됐다.

역사적 레시피에 따르면 비루니가 ‘Rusakhtj’라고 불리는 신비한 물질이 용융물에 추가되었다. 그러나 그것이 무엇인지는 이전에 알려지지 않았다.

오래된 도가니 강철의 크롬 흔적

최근 연구자들이 이 비밀을 밝혔다.
그들은 무엇보다도 이란의 차학(Chahak)에서 채취한 도가니 강철과 슬래그의 일부를 주사 전자 현미경을 사용하여 분석했다. 차학은 11세기에 페르시아 철강 생산의 중심지였다. 이 생산 시설의 잔해는 오늘날까지 콘크리트 파편의 형태로 보존돼 있다.

분석 결과 :
도가니 조각 내부에서 얻은 철 스크랩에는 1~2%의 크롬이 포함되어 있다.
다른 발견은 광물 크롬 철광으로 밝혀졌다.
과학자들에 따르면 이것은 페르시아인들이 거의 천 년 전에 의식적으로 도가니 강철에 크롬 철광을 첨가했음을 시사한다. 따라서 이 광물은 페르시아 학자 비루니가 그의 제조법에서 언급한 신비한 성분 "Rusakhtj"일 수도 있다.

Alipour와 그의 팀은 "이것은 철강 생산에 의도적으로 크롬 광물을 첨가 한 첫 번째 증거다."고 말했다. 동시에 분석에 따르면 페르시아인들은 유럽에서 스테인리스강이 "발명"되기 훨씬 전인 11세기에 크롬강을 생산하고 있었다. 페르시아 크롬강은 중량 약 1%의 크롬을 함유하고 있는데, 이는 현대 스테인리스강보다 이 금속이 훨씬 적지만 강에 유리한 특성을 부여했을 수 있다.

▲ 도가니 슬래그에서 나온 크롬 함유 강철 덩어리의 SEM 이미지. 흰색은 강철, 밝은 회색은 크롬 철광.

© Rahil Alipour / UCL


칼로 사용하기에 너무 부서지기 쉬움

Imperial College의 공동 저자 틸로 레흐렌(Thilo Rehren)이 설명하는 것처럼 페르시아 크롬강은 부분적으로 만 무기에 적합했다.
“13세기 원고에서 Chahak(차학) 강철은 미세하고 정교한 입자로 칭찬을 받았다. 그러나 그갓으로 만든 검도 부서지기 때문에 곧 시장 가치를 잃었다.”
따라서 장기적으로는 차학의 풀라드 강철이 중앙아시아와 중동과의 경쟁을 이길 수 없었다.

새로운 결과를 통해 페르시아 크롬강으로 만들어진 고고학적 발견물과 현대 도가니 강철을 더 잘 구별할 수 있게 되었다. "이제 우리의 분석은 박물관과 고고학 수집물에서 이러한 도가니 강철 유물을 식별하고 페르시아 차학에서 기원을 추적할 수 있는 화학 마커를 제공한다"고 Alipour가 말했다.
(Journal of Archaeological Science, 2020; doi : 10.1016 / j.jas.2020.105224)

출처 : University College London

[더사이언스플러스=문광주 기자] "no science, no future"

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