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2018년 4월 30일 월요일

조건에 따라 강도가 변하는 신소재



(Army researchers imagine a rotorcraft concept, which represents reactive reinforcements that when exposed to ultraviolet light will increase the mechanical behavior on-demand. The engineers said control of mechanical behavior could potentially lead to increased aerodynamic stability in rotorcraft structures. Credit: US Army illustration)


 미 육군 연구소 (U.S. Army Research Laboratory)와 메릴랜드 대학의 연구팀이 상황에 따라 강도가 달라지는 새로운 복합 소재를 개발하는 데 성공했습니다. 이들이 개발한 복합소재는 자외선을 조사하면 5분 만에 93% 더 딱딱해지고 35%정도 강도가 증가합니다. (93-percent stiffer and 35-percent stronger after a five minute exposure to ultraviolet light)


 이것이 가능한 이유는 카본 나노튜브(CNT)를 연결하는 폴리머 반응 소재가 자외선에 따라 반응해서 서로를 단단하게 연결하기 때문입니다. 물론 굳이 그럴 필요 없이 처음부터 단단하면 안되는지 질문할수도 있으나 너무 딱딱한 물질은 쉽게 부러진다는 점도 고려해야 합니다. 콘크리트 소재와 금속 소재의 차이처럼 딱딱하지만 늘어날수도 있는 물질이 쉽게 균열이 일어나지 않습니다. 


 자외선에 따라 물리적 성질이 변하는 반응성 복합소재는 헬리콥터 로터 처럼 많은 힘을 받는 경량 소재에 적합하다고 합니다. 로터의 속도와 받는 힘에 따라 강도가 변하기 때문에 더 효과적으로 작용할 수 있다는 것입니다. 물론 부드러울 땐 부드럽다가 필요하면 단단해지는 반응성 소재는 여러 가지 응용 분야가 있을 수 있습니다. 


 실제로 양산까지 성공할지는 두고봐야 알겠지만, 흥미로운 내용인 점은 분명합니다. 마치 게임 크라이시스에 나오는 나노슈트처럼 필요에 따라 더 강도가 단단해진다는 이야기인데, 카본 나노튜브를 이용해서 제조했다는 것도 흥미로운 이야기입니다. 


 참고 


 Frank Gardea et al, Light-Responsive Chemistry to Enable Tunable Interface-Dependent Mechanical Properties in Composites, Advanced Materials Interfaces (2018). DOI: 10.1002/admi.201800038


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