마그네슘과 세라믹 실리콘 카바이드 나노입자를 결합한 초합금이 발명됐다. 매우 가볍고 강성(stiffness)이 뛰어나 우주선·항공기·자동차 등에 쓰일 수 있으리라는 것이 과학자들의 전망이다.

미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)에 따르면 이 학교 기계항공우주공학부 소속 샤오춘 리 교수가 이끄는 연구팀이 이런 내용을 포함한 논문을 과학 학술지 '네이처'에 24일(현지시간) 게재했다.

연구진은 금속의 구조를 흐트러뜨리지 않고 이 속에 나노입자를 높은 농도로 균일하게 스며들도록 하는 새 기술을 개발했다.

이를 이용해 무게 대비 강성 비율(stiffness-to-weight ratio)이 매우 높은 합금을 만들 수 있었다고 연구진은 설명했다.

리 교수는 UCLA를 통해 배포한 보도자료에서 "나노입자를 이용해 금속의 소성 (塑性·plasticity·고체에 외력을 가해 변형시킨 후 그 외력이 없어지더라도 그 변형이 그대로 남는 성질)을 훼손하지 않고도 금속, 특히 마그네슘과 같이 가벼운 금속의 강도를 높일 수 있으리라는 제안이 나왔으나, 용융(鎔融) 상태의 금속 세라믹 나노입자를 퍼뜨려 넣는 일은 지금까지 어떤 그룹도 하지 못했다"고 설명했다.

이런 방식으로 처리한 마그네슘 나노입자 합금은 실험 결과 강도(strength), 강성, 소성, 고온에서의 내구성이 향상됐음을 확인했다고 연구진은 강조했다.

선행 연구들에서는 금속에 세라믹 나노입자를 섞으면 나노입자가 뭉치는 경향이 있어서 강도는 높아지지만, 소성이 약화하는 경향이 있었다.

리 교수 연구팀은 용융 상태의 마그네슘 아연 합금에 나노입자를 퍼뜨려 넣는 방법으로 문제를 해결했다.

마그네슘은 비교적 흔한 금속이고 이번 연구에서 쓰인 생산 기술은 손쉽게 규모를 키울 수 있으므로, 이런 방식으로 만든 합금을 실제 산업에 응용하는 것은 비교적 빨리 실현될 수 있으리라고 연구진은 설명했다.

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