한국 과학계, 온도 무관 초강력 금속 개발

한국 과학자들은 -196°C(77K)에서 600°C(873K)에 이르는 넓은 온도 범위에서 강도와 연성을 유지할 수 있는 고엔트로피 합금(HEA)을 개발했습니다. 신소재공학과 김형섭 교수가 이끄는 이번 연구는 항공우주, 자동차, 에너지 산업 분야에서 새로운 응용 가능성을 열어줄 것으로 기대됩니다.

대부분의 기존 금속은 온도 변화에 민감하여 제한된 온도 범위 내에서만 효율적으로 작동합니다. 예를 들어, 금속 손잡이는 겨울에는 얼음처럼 차갑고 여름에는 뜨거울 수 있습니다. 이로 인해 일반적인 금속 재료는 극심하거나 급격한 온도 변화가 있는 환경에는 적합하지 않습니다.

한국 과학자들의 획기적인 발견

이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 "Hyperadaptor"라는 개념을 도입하고 니켈 기반 고엔트로피 합금(HEA)을 개발했습니다. 이 새로운 합금은 -196°C에서 600°C에 이르는 넓은 온도 범위에서 안정적인 기계적 성능을 보였습니다. 이러한 안정성은 합금 내에 균일하게 분포된 나노 크기의 L1₂ 석출물 덕분입니다. 이 미세한 입자들은 변형을 억제하는 반면, 합금의 내부 구조는 온도에 관계없이 일관된 슬립 거동을 통해 응력에 적응할 수 있습니다.

이러한 발견은 로켓 엔진, 자동차 배기 시스템, 발전소 터빈 및 파이프라인과 같이 급격하거나 극심한 온도 변화를 견뎌야 하는 분야에서 광범위하게 응용될 것으로 예상됩니다. 이러한 조건에서 합금의 안정적인 성능 유지 능력은 안전성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

김 교수는 "우리의 HEA는 기존 합금의 한계를 뛰어넘고 온도에 민감하지 않은 새로운 유형의 재료를 확립합니다. Hyperadaptor 개념은 극한 조건에서도 일관된 기계적 거동을 보이는 차세대 재료 개발에 획기적인 발전을 의미합니다"라고 강조했습니다.

이번 연구는 국제 학술지 <Materials Research Letters>에 게재되어 재료 과학 분야에서 중요한 진전을 이루었음을 알렸습니다.

baomoi.com 제공