공중부양장치로 합금 생성원리 규명

[앵커]

액체 구조의 비정질 금속, 즉 합금의 생성원리를 국내 연구진이 세계에서 처음으로 밝혀냈습니다.

공중부양장치를 활용한 이번 연구 성과는 철강은 물론 항공우주와 핵융합 등 최첨단 분야의 핵심소재 개발에 큰 도움을 줄 것으로 전망됩니다.

이정우 기자입니다.

[기자]

금속을 녹인 뒤 급속히 냉각을 하면 산화물 유리와 마찬가지로 원자들이 무질서하게 배열된 액체 구조의 금속유리로 만들어지는 비정질 금속 현상.

그동안 베일에 가려졌던 비정질, 즉 합금의 생성원리가 처음으로 밝혀졌습니다.

초고온 쇳물의 특성을 정확하게 파악할 수 있는 이른바 공중부양장치를 활용한 연구 성과입니다.

액체 상태인 금속이 고체 상태의 결정으로 되는 것을 방해하는 계면에너지가 클수록 비정질 금속을 쉽게 만들 수 있다는 사실을 처음으로 규명한 것입니다.

[인터뷰:강동희, 표준과학연 기반표준본부]
"밀도나 점도 같은 것들을 측정을 해서 계면에너지를 계산 했고요.그 계면에너지를 통해서 비정질이 어떻게 형성되는 지를 예측할 수 있게 그렇게 실험을 검증했습니다."

비정질 금속은 변형이 쉽고 가벼우면서도 철이나 티나늄보다 강도가 세고 다양한 주조가 가능해 스포츠용품이나 우주용품 등 첨단 산업소재로 떠오르고 있습니다.

비정질 금속의 생성 메커니즘이 밝혀짐에 따라 비정질 금속과 금속을 담는 용기의 접촉으로 인한 물성변화 등을 원천적으로 차단할 수 있는 길이 열렸습니다.

공중부양장치 안에 금속 시료를 놓고 금속 무게만큼 전기장을 걸어주면 금속이 공중에 부양되고 이 때 레이저를 쏘이면 고온의 액체로 만들 수 있다는 겁니다.

합금 등 금속의 생성 원리를 파악할 수 있는 부양장치는 앞으로 다양한 연구분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.

[인터뷰:이근우, 표준연 광도센터 책임연구원]
"액체를 공중에 띄울 수 있기 때문에 아주 온도가 높은 분야들, 예를 들어서 초고온이 필요한 핵융합 관련 소재라든지 국방소재 같은 곳에 활용이 될 수 있습니다."

철강분야는 물론 다양한 산업소재 개발로 첨단산업과 과학기술 발전에 도움을 줄 수 있는 이번 연구결과는 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포츠' 최신호에 실렸습니다.

YTN 이정우[ljwwow@ytn.co.kr]입니다.