나노기술 및 정책 정보

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● 중국과학원 금속 연구소 산하 썬양 소재 과학 국가 연구센터 찐하이쥔 연구원 연구팀은 낮은 밀도와 향상된 안정성을 보유한 나노 다공성 금속을 개발

● 기존에는 나노 다공성 금속을 개발할 경우, 주로 금, 백금, 구리, 니켈 등 귀금속 또는 비교적 무거운 원소 금속 체계에 국한되며, 나노 다공성 금속은 보통 열 안정성이 떨어지고 표면 과잉 자유 에너지 구동 하에서 구조가 변하는 단점을 보유

● 연구팀은 금속 알루미늄 속에서 나노 다공성 구조를 구축하고, 한편으로 경금속 알루미늄을 골격 상(Skeleton phase)으로 사용하여 나노 다공성 금속 밀도를 낮췄으며, 다른 한편으로 알루미늄 표면에 자발적으로 형성된 극히 얇은 산화 막을 이용하여 표면 확산을 억제하고 소재의 열 안정성을 향상

● 연구팀은 탈 합금 부식과 치환 반응(GRR)을 결합하여 홀 직경이 약 200nm 수준에 달하고 표면은 자발적으로 생성되는 동시에 자체적으로 복원될 수 있는 산화알루미늄 나노 쉘 층으로 덮여져 있어 균열이 없는 고품질의 나노 다공성 알루미늄 샘플을 개발

● 개발된 나노 산화막은 소재의 산화와 자체적인 연소를 막을 수 있고, 표면 확산 속도를 대폭 낮추어 나노 다공성 알루미늄의 열 안정성을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 동 소재의 나노 다공성 구조는 알루미늄 용해 점 온도에 가까운 상황 하에서도 여전히 안정성을 유지하며, 기존의 나노 다공성 금속에 비해 나노 다공성 알루미늄은 더욱 안정적이고 밀도가 더욱 낮고 비교적 높은 강도를 보유

● 연구팀은 신형 경질 고강도 소재 개발을 위한 새로운 방향을 제시하였으며, 고온 등 극한 조건에서 나노 다공성 금속 기능을 응용할 수 있는 연구를 심층적으로 추진할 기반을 마련

※ Science Advances 게재, "Light, strong, and stable nanoporous aluminum with native oxide shell"