플라스틱보다 가볍고 강철보다 강한 신소재 개발

 

 

밀도가 강철의 약 6분의 1밖에 되지 않는데도 강도는 약 2배이며, 플라스틱처럼 가벼운 소재가 개발됐다

미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구팀이 개발한 신소재 '2DPA-1'은 새로운 중합 공정을 사용해 주로 멜라민(Melamine)으로 구성됐다. 이 소재는 눈의 결정 등에서 볼 수 있는 자기조직화 과정으로 평면으로 퍼지는 물질이다. 

또한 제조가 간단하며 심지어 기체나 액체가 완전히 통과하지 않는다. 이는 2차원에서 물질 중합이 불가능하다고 여겨진 한계를 뛰어넘은 위업이다.

연구 결과(논문명: Irreversible synthesis of an ultrastrong two-dimensional polymeric material)는 국제학술지 '네이처(Nature)'에 2일(현지시각) 실렸다.

미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구팀이 밀도가 강철의 약 6분의 1밖에 되지 않는데도 강도는 약 2배이며, 플라스틱처럼 가벼운 소재를 개발했다.

모든 플라스틱을 포함하는 분자가 다수 결합한 폴리머는 통상 3차원으로 팽창하기 때문에, 시트와 같은 2차원 구조를 취하는 것은 불가능하다고 여겨져 왔다. 

 

하지만 연구팀은 '폴리아라미드(Polyaramid)'라고 불리는 새로운 중합반응 프로세스를 고안해 2차원적으로 성장하는 물질을 만드는 데 성공했다. 

2DPA-1은 변형의 어려움을 나타내는 탄성계수가 방탄유리보다 4~6배이며, 밀도는 강철의 약 6분의 1이면서도 항복강도(yield strength)는 강철의 약 2배에 달한다. 특이 틈새가 없이 결합하기 때문에 기체를 통과시키지 않는다는 점이다. 

향후 기체나 액체를 완전히 통과시키지 않는 초박형 시트를 개발, 자동차나 기타 차량의 금속 또는 건축자재 등 강철 구조물을 보호하는 데 사용할 수 있다.