|
이탈리아 드레스덴 대학 연구원 Nicola Pugno가 개발한 새로운 소재에 관한 기사가 “World's toughest material created by tying slip lnots into weak, commercial thread"란 주제로 Extreme Tech에 게재되었다. Nicola Pugno씨는 자기의 발상을 ”콜럼버스의 계란“이라고 부르고 있을 정도로 간단한 방법으로 극히 높은 효과를 얻는 방법이라고 소개하고 있다.
.jpg)
이 기사에서는 인장강도와 인성에 대해 소개하고 있다. 물질이 강하다고 평가할 경우 어떤 측면에서 얼마가 강한가를 평가할 필요가 있다. 인장강도란 하중은 말할 것 없고 인장에 대해 강한 것, 인성은 끈기의 강도를 표시하고 있어 충격에 대해 어디까지 강한가를 나타내고 있다. 예를 들면 유리는 인장강도는 높으나 인성은 낮다. 단단함이 강항 충격이 가해지면 돌연 부서진다는 특정이다. 고무 등은 인장강도가 낮아 당기면 쉽게 끊어지나 인성은 높여 충격에 강하다. 인성은 부서지기 직전의 중량 당 주울 또는 면적 당 주울 등으로 표현된다. “World's toughest material created by tying slip lnots into weak, commercial thread"에서는 Nicola Pugno씨의 연구결과와 섬유질의 인성을 높이는 방법이 소개되어 있다.
고분자 섬유로 판매되고 있는 Endmax의 인성은 44J/g 정도로 설명하고 있으나, 이 섬유를 slip knot으로 엮은(tying) 결과 인성이 1,070J/g까지 상승하는 것으로 나타났다. Slip knot은 당기면 당길수록 더욱 묶여지면서 바퀴를 만드는 것과 같은 방법 중 하나로, 간단히 엮는 방법으로는 실용적인 것으로 다양한 분야에서 활용하고 있다.
Nicola Pugno씨는 다양한 조직을 시험하였으나, 가장 기본적인 slip knots 방법이 효과적이었다고 설명하였다. 섬유에 가해지는 에너지의 대부분이 섬유의 마찰로 변환되는 것으로 한 본의 섬유였을 때보다도 큰 에너지로 견딜 수 있게 되는 것이다.
현재 이론상으로는 카본 나노튜브와 그래핀이 1,000J/g 정도로 알려져 있으나, 그래핀을 더욱 엮을 수만 있다면 원리적으로는 100,000J/g 정도의 인성을 갖는 섬유가 가능하다고 한다. 이것은 방탄조끼 등에 사용하고 있는 섬유의 1,250배에 달하는 크기이다.
.jpg)
A graph showing the toughness of three pieces of Endumax thread, with a sliding (looped) section. The flat region is the steady burn of friction, followed by a quick snap at the end when the slider runs out.
출처 : http://www.extremetech.com (April 29, 2013)
|
