커피 잔을 바닥에 떨어뜨려 깨지더라도 다시 레고(LEGO)처럼 다시 조립할 수 있다면 어떨까?
오랫동안 연구원들은 스스로 치유하는 폴리머를 개발하는 데 노력을 해왔지만, 이 폴리머(Polymer)들은 실용적이지 못했거나, 조각들을 다시 합치기 위해 높은 온도가 필요했다.
그런데 최근 과학자들은 어떠한 외부 열을 필요로 하지 않고 강한 성질과 스스로 치유하는 특성 모두를 유지하는 ‘TUEG3(poly [thioureas] and ethylene glycol)’라고 불리는 새로운 종류의 반투명 폴리머를 개발했다. 여기서 필요한 것은 약간의 힘을 가한 것뿐이었다.
도쿄 대학의 타쿠조 아이다(Takuzo Aida) 교수 연구팀의 대학원생인 유 야나기사와(Yu Yanagisawa가 새로운 접착제를 만들던 중 우연히 스스로 치료하는 물질을 발견했다. 표면이 갈라진 이 물질을 상온에서 30초 정도 살짝 누르자 균열이 붙은 것이다.
연구 결과는 ‘Mechanically robust, readily repairable polymers via tailored noncovalent cross-linking'라는 제목으로 과학저널 사이언스(Science)지에 논문을 게재됐다.
재생하는 과정은 폴리머의 원자들을 함께 묶는 정전기의 ‘접착체’인 수소결합에 의존한다. 수소결합은 폴리머가 결정체를 이루지 않는 방식으로 분자 사슬들을 자유롭게 움직이게 하고 물질의 조각들이 압축되었을 때 쉽게 결합하는 방식으로 형성된다.
폴리머가 절단되어 30초 동안 부드럽게 압축된 후, 이 새로운 소재의 2제곱센티미터() 판은 가득 찬 탄산음료 한 캔과 같은 300g의 무게를 버틸 수 있다.
훗날에, 이 단단한 폴리머는 스마트폰 액정 화면 등 전자제품 제조에 사용될 수도 있다. 언젠가는 커피가 우러나오기 전에 여러분의 머그컵이 다시 조립되도록 도울 수도 있을 것이다
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