나노기술 및 정책 정보

• 목록

과학기술진흥기구(JST) 연구개발전략센터(CRDS)는 ‘미래 재료 개척 이니셔티브 - 다양한 안정상을 위한 엔지니어링’ 보고서를 발간함.

□ 요약

본 보고서는 고성능·고기능화, 여러 기능의 공존, 상반되는 기능의 양립 등, 요구에 부응할 수 있는 미래 소재를 창제하기 위한 연구 개발 전략임. 재료의 다원소화와 하이엔트로피화, 준안정상 등의 다양한 안정상의 이용, 열역학적으로 불안정한 구조라도 프로세스 제어 수단을 이용하여 안정화시키는 등 새로운 재료 창제 방법에 대처함으로써 새로운 재료 설계·프로세스 설계의 지침 및 학리를 구축하고 재료 창제의 큰 패러다임의 변화를 일으키는 것을 목표로 하고 있음.

향후 추진해야 할 연구 개발 과제로는 재료 탐색 범위의 확대, 제작 프로세스 중 반응 과정의 시각화 및 반응 경로의 동적 제어, 프로세스 제어 수단의 이용을 통한 목적 안정상의 실현을 제시함. 재료의 기본적인 특성과 기능에 큰 영향을 주는 구성 원소, 결합 상태 등과 같은 주요 인자의 역할, 여러 원소 간의 역할 분담, 첨가 원소의 보완적 역할 등의 명확화가 필요함. 원하는 안전상을 자유로이 조작하려면 반응 생성물, 분위기, 상변화 등을 그 자리에서 관측·측정(피연산자 측정)하여 가시화 상황을 파악하는 것이 중요함. 이러한 기술 및 측정 데이터를 바탕으로 다양한 조건에서의 반응 과정과 안정상의 역동적인 변화를 과학적으로 이해하고 반응 과정과 안정상 변화를 통합하여 다루는 새로운 학문으로서 정리하는 것이 중요함.

이를 위해서는 재료 설계, 제작 프로세스 설계(반응 경로 설계), 오퍼랜드 계측, 특성평가, 데이터 과학 활용 등의 통합적인 연구 개발이 필요함. 계측 기기 및 제작 프로세스 장치 등의 개발과 다양한 분야를 아우르는 인재 육성, 연구 거점의 구축이 요구됨.