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복합재료의 보강 강도를 향상시키는 방법
캘리포니아 샌디아고 대학의 연구원들은 스포츠 용품, 자동차, 군사 및 항공우주 산업에 사용되는 재료인 복합재료의 레진 매트릭스를 강화시키기 위해 보강재로 탄소 나노튜브를 사용할 수 있도록 방법을 개발 중에 있다. 이 연구의 주요 목적은 소비자가 디자인한 탄소 나노튜브의 개발과 복합재료의 구조의 레진 매트릭스에서 제일 영향을 많이 받는 부분에 이 고성능 나노 재료를 삽입시키는 방법을 개발하는 것이다. 레진과 섬유를 함께 붙잡고 있는 결합 사이의 강도에서 이 의미 있는 차이는 하중이 걸리거나 압축을 받을 때 복합재료에서 구조적인 결함을 일으키게 된다.
캘리포니아 샌디아고 대학 나노엔지니어링 부서의 연구원들은 복합재료 및 항공우주 구조물 실험실의 연구원들과 함께 현재 나노튜브를 사용하여 레진 매트릭스에서 보강 특성을 향상시키기 위한 방법들을 찾고 있다. 연구원들은 몇 개의 실험적인 시험을 수행하였으며 이들이 발견한 것은 탄소 나노튜브를 넣음으로써 레진 매트릭스의 보강 강도를 크게 향상시킬 수 있다는 것이다. 그러나 이들 탄소 나노튜브들이 복합재료(탄소/에폭시) 적층 구조에 비해 비싸기 때문에 전체 구조에 나노 물질을 첨가하는 것은 실현성이 없다. 따라서 연구원들은 현재 주요한 스트레스를 받는 지역에만 나노 입자들을 주입할 수 있는 새로운 제조 기술들을 개발하고 있다. 연구원들은 다양한 다른 복합재료 산업에 적용되는 다양한 제조기술들을 기반으로 한 주입 기술들을 고안하고 있다.
Jacobs School의 나노엔지니어링 부서의 책임자이며 교수인 Ken Vecchio 및 Jacobs 엔지니어링 School의 구조 엔지니어링 교수인 John Kosmatka의 지도 하에 Jacobs School의 박사과정 학생인 Ben Martins은 이 연구를 주도하고 있다. 이 프로젝트는 현재 초기 단계이며 Vecchio 및 Kosmatka의 실험실이 위치하게 되는 Jacobs School의 신구조 및 재료 엔지니어링 빌딩의 착수와 함께 많은 혜택을 받게 될 것이다.
<사진> 레진 매트릭스에서 탄소 섬유에 결합되어 있는 탄소 나노튜브를 볼 수 있다. 이미지는 전자주사현미경으로 샌디에이고에 있는 캘리포니아 대학의 나노3 연구시설에서 찍은 것이다. 이미지에서 보이는 두 개의 큰 섬유들은 사람의 머리카락 보다 거의 20배 작은 탄소섬유이다. 탄소섬유 주위에 붙어 있는 보다 더 작은 가닥들은 나노튜브로서 사람의 머리카락 평균 지름보다 약 50,000배 더 작다.
출처 : http://www.azom.com/news.aspx?newsID=34107
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