나노기술 및 정책 정보

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도쿄대학(東京大學) 등 공동연구팀이 투과형전자현미경(TEM)을 이용한 나노 스케일의 응력인가의 ‘관찰’을 실시함으로써 ‘편석입계’를 진전시키는 균열을 실시간으로 시각화하는 데 최초로 성공함. 기존 균열의 전파는 에너지가 최소화되도록 입계에 따라 선형적으로 파괴된다고 여겨졌으며, 입계 파괴 에너지 계산 등 재료 설계에 필요한 매개 변수는 파괴가 입계에 따라 직선으로 발생한 것이라는 가정 하에 해석되었음. 그러나 편석입계의 균열 전파 과정을 상세하게 분석한 결과, 균열은 편석 층을 지그재그로 진전하는 것으로 밝혀짐. 본 지그재그 파괴 에너지를 제1원리계산 한 결과 이 파괴 형태가 에너지적으로도 낮은 것으로 밝혀졌으며, 이는 입계에 편석하는 원소의 종류에 따라 재료 강도가 다르다는 것을 시사함. 본 연구 성과는 입계의 재료 강도 특성에 미치는 영향에 대해 기초적인 지식을 주어 향후 입계 제어를 통해 동일한 재료로 고강도 구조 재료를 창제하는 지침이 될 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ 지에 게재됨