나노기술 및 정책 정보

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­ 중국과학원 산하 물리연구소, 왕워이화(汪卫华) 연구팀의 이쥔(易军) 연구원은 최근 마이크로나노 금속유리섬유를 개발하는데 성공하였으며 관련 연구성과는 [AdvEngMater 12, 1117, 2010]에 발표되었다.

­ 금속섬유와 유리섬유는 산업공정과 일상생활은 물론 과학연구 분야에서도 주목을 받고 있다. 공정금속 재료는 플라스틱 형태 변형능력을 가지고 있지 않기 때문에 개발 효율이 낮고 에너지 소모가 큰 반면, 유리는 냉각액체 영역을 통과할 때 플라스틱 변형능력을 보유하고 있기 때문에 효율성이 높고 에너지 소모가 낮은 열플라스틱 성능의 성형방법을 사용하면 표면이 매끄럽고 사이즈가 균일한 유리섬유를 개발할 수 있다.

­ 금속유리는 일반유리와 같이 냉각액체 영역을 통과할 때 플라스틱 변형능력을 가지고 있기 때문에 유리섬유의 열 플라스틱 성형방법으로 금속유리 개발은 현재 연구개발 분야의 이슈가 되고 있다. 국내외 과학자들은 다양한 방법을 사용해 금속유리를 개발하려 노력했지만 금속유리가 냉각액체 영역 통과 시 일반유리 폭 정도에 도달하지 못하고 있으며 점도가 온도의 변화에 따라 빠르게 변화할 뿐만 아니라 금속유리가 냉각액체 영역을 통과할 때 쉽게 산화하기 때문에 열플라스틱 성형조건을 이용한 유리섬유 개발방법은 현재까지 개발되지 못했었다.

­ 연구팀은 금속유리에 일정한 힘을 추가하면 금속유리가 가열된 후 냉각액체 영역을 통과할 때 점도를 감소하는 것을 발견하였다. 외부로부터 금속유리에 추가된 힘을 받아내지 못할 정도로 점도가 감소되었을 때 금속유리봉은 플라스틱변형을 하게 되어 금속유리섬유를 형성하게 된다. 이런 방법으로 표면이 매끄럽고 사이즈가 균일하고 횡단면 원형이 완벽한 마이크로나노 사이즈 및 다양한 체계의 금속유리섬유를 개발할 수 있으며, 개발된 금속유리 섬유의 사이즈는 70 nm 에서 수백 마이크로 수준까지 도달할 수 있다.

­ 연구팀은 한층 더 심층적인 성능연구를 통해 금속유리의 치명적인 단점인 취성을 극복할 수 있게 하였다. 이런 특성 때문에 금속유리섬유는 마이크로나노 기계전기 시스템, 복합재료, 기능 직물센서 등 분야에 폭 넓게 응용된다. 그 외, 금속유리의 크기에 따른 특성은 거시적인 사이즈의 금속 유리의 물리, 역학 거동과 유사한 수준에 도달하게 된다.

­ 연구팀의 설명에 따르면, 표면이 매끄럽고 사이즈 통제가 가능하고 균일한 동시에 횡단면이 완벽한 원형을 형성한 마이크로나노금속유리섬유는 금속유리 역학 성능, <?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />형태 변형 메커니즘 및 유리 전환 등 비 결정체 물리 관련 기본 문제를 연구하는데 필요한 모델 재료로 활용할 수 있다고 한다.