KIMS 해외단신 44호 (2010.10.06)

강철 강도의 나노구조 알루미늄
    Nano-Architectured Aluminium Has Steely Strength

    North Carolina State University 연구팀은 철강의 강도를 가진 알루미늄 합금 또는 알루미늄과 다른 금속의 합금을 개발에 성공했다.
   재료과학 교수이며 NC State 연구자로 프로젝트에 참여하고 있는 Yuntian Zhu박사는 연비효율이 좋은 자동차에서부터 안전한 비행기에까지 이르는 모든 것을 개발하는데 가볍고 강한 재료가 꼭 필요하기 때문에 이번 연구 결과가 매우 중요하다고 말한다.
   Nature Communications에 등재된 논문에서 Zhu박사와 그의 동료들은 알루미늄 합금 내에서 전례 없이 강하고 가소성이 있어 늘어나며 압력에도 부서지지 않는 새로운 나노스케일 구조를 발견했다고 설명하고 있다. 아마 더욱 중요한 사실은 이러한 나노구조를 생성하는데 사용되는 기술이 다른 종류의 금속에도 사용될 수 있다는 점일 것이다.
   Zhu는 알루미늄 합금이 다양한 나노스케일 단계에서 계층적인 구조를 형성하기 위해 결합될 때 아주 강해지고 연성이 생기는 특수한 구조 요소를 가지고 있다고 말한다.
   알루미늄 합금에는 “결정(grains)”이라고 불리는 작은 구성요소가 있으며 이들 결정은 그 두께가 인간의 머리카락보다 몇 천배나 얇다. 각각의 결정은 사이즈가 100나노미터 이하로 매우 작다. Zhu박사는 “작은 결정이 더 강한 재료를 만들기 때문에 재료분야에서 큰 것은 좋지 않다.”고 말한다.
   Zhu박사는 또한 알루미늄 합금에는 여러 종류의 결정 “결함”이 있다고 말한다. 결함이 있는 나노결정체는 완벽한 결정체보다 강하다.
   현재 Zhu박사는 알루미늄 보다 더 가벼운 마그네슘을 강하게 하는 연구를 수행하고 있다. 군인 방탄복에 사용될 수 있을 정도로 강한 마그네슘 합금을 개발하기 위해 방위부(Department of Defense)와 공동으로 연구를 진행하고 있다.
   Nature Communications지에 공동 게재된 Zhu박사의 동료들은 University of Sydney(호주), University of California, Davis(미국) 그리고 Ufa State Aviation Technical University(러시아)소속이다.
   재료과학 및 엔지니어링학부(The Department of Materials and Engineering)는 NC State College of Engineering의 일부이다.