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탄소나노튜브를 사용하여 제조된 자기 복구 다기능 복합재료
첨단재료 분야의 세계적인 회사인 어프라이드 사이언스 회사(Applied Sciences Inc.) 연구원들은 탄소 나노튜브가 열경화성 복합재료 내에서 나노 크기의 자가 복구 캡슐과 쌍을 이루기에 이상적인 재료라고 말한다. 어프라이드 사이언스 회사는 파이로그라프(Pyrograf) III 탄소 나노튜브를 사용하여 자가 복구 복합재료 기술을 개발하는 것을 목표로 하는 나사(NASA) Phase I SBIR 프로그램에서 이 기술을 개발하고 있다.
프로젝트 내용
경량, 고강도, 고강성, 진동 완화 및 부식 저항성 등 다양한 장점을 제공하는 고분자 매트릭스 복합재료는 항공우주 및 상업용 분야에 다양하게 사용되고 있다. 구조 복합재료의 일차적인 약점은 충격에 의해 손상을 입는 것으로 이에 의해 생긴 마이크로 미세 틈은 복합재료의 균열 및 섬유 파손에 연결되어 선택된 복합재료의 우수한 물리적인 특성을 잃게 한다. 탄소 나노튜브를 고분자 매트릭스에 혼합하면 복합재료 경계상에서 우수한 특성을 가지게 하여 마이크로 균열이 생기는 것을 방지해 줄 수 있다. 고분자 매트릭스에 첨가된 탄소 나노튜브는 또한 경계층 사이의 기계적인 특성, 열적 및 전기적 전도성, 진동 완화 및 연소 지연성의 특성도 제공해 줄 수 있다. 충격에 의해 손상을 받게 되는데 있어 마이크로 틈새를 고칠 수 있고 복합재료의 기계적 및 부식 저항성을 회복시킬 수 있는 새로운 잠재성이 있는 기술로서 자기복구 재료가 있다. 이러한 특성을 가지게 하기 위해 자기 복구 특성을 첨가하여 실현가능성을 조사하는 연구가 진행될 것이며 반면에 층간 미끄럼 강도, 탄성, 파괴인성, 이송특성, 연소 지연성 및 진동 완화에서 다기능성적인 향상을 동시에 생기게 할 수 있다.
잠재적인 응용분야
자기복구 나노 보강 복합재료는 탄소 나노튜브가 잔해와의 충돌에 의해 입은 손상을 복구할 수 있는 능력과 결합되어 마이크로 틈의 생성을 완화시킬 뿐만 아니라 고분자 매트릭스를 보강하는 특성에 의해 극저온 탱크에 사용될 수 있다. 또한 자기 복구 다기능성 복합재료는 복합재료 팬 블레이드, 팬 케이싱 혹은 중장비 운송 및 우주 분야에서 대형 구조물의 구조재료로 사용될 수 있다. 나노 크기의 자기 복구 보강재는 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 항공우부 및 픙력 블레이드, 스포츠 장비, 자동차 및 항공우주 구조 복합재료와 같은 상업용 시장에서 사용되는 복합재료의 물리적인 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 풍력 블레이드를 자주 교체하지 않게 되면 풍력 에너지의 가격이 내려가게 되며 미래에 경제적이고 재생에너지를 활용할 수 있는 해결책에 기여하게 된다.
출처 : http://www.ndsl.kr/
관련링크 : http://www.azom.com/news.aspx?newsID=29556
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