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가벼우면서도 튼튼한 금속 폼 소재



(Testing of a new bulletproof metal foam developed at North Carolina State University(Credit: North Carolina State University))


  매우 가벼우면서도 튼튼한 금속 소재는 오랜 세월 연구자들의 꿈이었습니다. 그리고 그 꿈을 이루기 위해 지금도 많은 연구가 이뤄지고 있습니다. 무거운 금속을 가볍게 만들 수 있는 가장 좋은 아이디어는 역시 속을 비우는 것인데, 아예 거품 모양의 내부 구조를 지닌 것이 금속 폼 (metal foam)입니다. 내부에 가스가 찬 거품 구조로 무게를 줄이고 강도는 유지하는 것이죠. 


 물론 내부가 찬 단단한 금속 대비 강도가 낮다는 문제가 있어 단독으로 사용하기는 어려울 수 있지만, 다른 금속 및 비금속 소재와 함께 복합 소재로 개발할 수 있어 연구 개발이 한창입니다. 노스 캐롤라이나 대학의 아프사네흐 라비에이 교수(Afsaneh Rabiei, a professor of mechanical and aerospace engineering)가 이끄는 연구팀은 2015년부터 복합 금속 폼 소재 (composite metal foam, CMF)를 연구하고 있습니다. 


 최근 연구팀이 공개한 CMF는 세라믹과 알루미늄 판 사이에 금속 폼을 넣은 구조로 매우 가볍지만 튼튼한 구조를 자랑합니다. 특히 무게 대비 뛰어난 방탄 능력을 지닌 소재입니다. 연구팀이 공개한 영상에서 .50 구경 (12.7mm) 탄이 초속 500 - 885m의 속도로 CMF 소재에 충돌했지만, CMF가 충돌 에너지의 72-75%를 흡수하면서 막는 모습을 볼 수 있습니다. 




(동영상) 


 CMF 소재로 장갑 차량을 만들면 무게를 줄이면서도 방호력을 높일 수 있을 것입니다. 이런 이유로 현재 연구가 활발한 상태인데, 군용은 물론 민수용으로도 쓰임새가 많을 것으로 예상합니다. 금속 폼 자체는 물에 뜰 정도로 가볍게 만들 수 있기 때문에 무게를 줄여야만 하는 수륙 양용 장갑차에 매우 적합한 소재로 생각합니다. 앞으로 연구 성과가 기대됩니다. 


 참고 
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