세상에서 가장 가벼운 최첨단 금속
나노의 아버지이며 1959년 양자전기역학의 대가인 리처드 파인먼(Richard Feynman)이 밝혀 1962년에 노벨물리학상을 수상하게 된 나노(Nano) 원리인, 원자는 99.9999%가 텅 빈(hollow) 공간이다. 파인먼은 1959년 12월 29일 미국 캘리포니아 공대(CIT)에서 개최된 미국 물리학회에서의 강연에서 ‘바닥에는 충분한 공간이 있다. 물리학의 새로운 영역으로의 초대(There is Plenty of Room at the Bottom. An Invitation to Enter a New Field of Physics)’라는 강연을 했다.
따라서 우리 몸을 이루는 뼈 속의 구조도 원자로 이루어져 있으므로 텅 빈 공간이다. 미세금속격자(micro-lattice)는 여기에서 얻은 바이오 영감(Bio inspiration)으로 개발되었다.
미세금속격자는 무게가 스티로폼(Styrofoam)의 100분의 1에 불과해 깃털처럼 가벼워 사람 어깨에서 이 소재를 떨어뜨리면 바닥에 떨어지기 까지 약 10초가 걸린다.미세금속격자는 소재의 99%가 공기(Air)로 구성돼 있다. 속이 비어있는 얇은 튜브(hollow tubes)로 만들어져 있고, 이 안에는 공기가 가득 차 있다. 이 튜브를 격자무늬로 연결해 만들었다. 이 튜브의 굵기는 사람 머리카락(0.1mm=100,000나노)의 1000분의 1(100나노=에이즈 바이러스 크기) 정도다.
https://www.youtube.com/watch?v=k6N_4jGJADY&t=2s
출처 : Boeing 공식 유튜브 채널
Ultralight metallic microlattice
마치 새의 깃털과 같이 가벼워 민들레 홀씨 위에 올려놓아도 홀씨가 망가지지 않을 정도로 얇고 가볍지만 금속인 만큼 단단하다. 또한 이 소재로 달걀을 감싼 다음 건물 25층 높이에서 떨어뜨린 결과, 달걀이 깨지지 않았다(Egg wrapped in the material would survive a 25 story drop).
이 소재는 향후 비행기 내부의 사이드 패널이나 승객 위의 짐칸, 통로 등에 사용할 수 있을 것이며, 그럴 경우 비행기 무게를 극적으로 줄일 수 있어 에너지 효율을 높일 수 있으며, 배터리 전극이나 음향·진동·충격 에너지 흡수용으로 사용될 수 있다.
이러한 연구 결과는 지난 2011년 11월 미 국방부 국방첨단연구사업국(DARPA)의 프로젝트 중 하나로 처음 개발되어 사이언스 지에 논문으로 발표되었고(Schaedler et al., Science, 18 Nov 2011), 미국의 파퓰러 메카닉스(popularmechanics) 지가 꼽은 세계를 바꾸는 10가지 혁신 기술 중 하나에 선정되기도 했다.
이 소재는 UC어바인대(University of California, Irvine) 연구팀인 HRL 랩(HRL Laboratories), 그리고 캘리포니아공대(California Institute of Technology)의 공동 연구 결과이다.
HRL 랩은 캘리포니아주의 말리부(Malibu)에 위치하고 있으며 보잉사와 제너럴모터(GM)가 소유한 연구개발 조직이다.
[아스팩미래기술경영연구소, 김들풀 기자 itnews@itnews.or.kr] 자타가 공인하는 대한민국 대표 미래학자인 차원용 박사가 이끄는 지식경영교육 연구소이다. 정보기술, 나노기술, 바이오기술, 에너지기술, 물자원기술, 식량기술 등을 연구하며, 특히 이들 학문과 기술의 융합을 연구하고 있다.
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