물리 흡착막의 나노미터 트라이볼로지(Nanotribology of Physisorbed Films)

전문가 제언

□ 분리되어 있는 2개의 강체(rigid body)로 된 부재가 접촉하여 상대운동을 할 경우에는 반드시 마찰(friction)이 발생하게 된다. 마찰에는 미끄럼마찰(sliding friction)과 구름마찰(rolling friction)로 구분할 수 있다. 마찰이 크면 접촉 부분의 마모(wear)는 물론 진동과 열이 발생하게 되어 기계 성능에 큰 영향을 준다. 이들 마찰을 완화하기 위하여 계면 간에 윤활제를 사용하고 있다. 윤활제로는 액체인 윤활유가 주로 사용되지만, 기체(공기나 기타 기체) 및 고체(흑연이나 탄소분말 및 비닐 종류 등)도 사용된다. 마찰, 마모 및 윤활(lubrication)을 다루는 학문을 트라이볼로지(tribology)라 부른다.

□ 마찰에 관련된 연구는 오랜 역사를 가지고 있음에도 불구하고 아직 해결되지 못하고 있는 것이 많다. 그 중에서도 접촉부의 표면 거칠기(surface roughness)나 재질에 따른 마찰계수(μ)에 관한 확실한 정의가 확립되어 있지 못하여 가정치를 사용하는 예가 많다. 마찰의 형태는 2개의 상대부재의 아주 작은 간극 사이에서 발생하기 때문에 측정이 대단히 곤란한 것이 원인이다. 마찰력의 측정은 힘 계측용 센서류의 개발로 신뢰성이 높은 고정밀의 측정이 가능하다.

□ 계면마찰 측정에 수정 마이크로 밸런스(QCM, Quartz Crystal Micro- balance) 방법을 사용한다. 금속기판상의 희가스(inert gas) 흡착막의 실험을 통하거나 불활성 원자, 분자 흡착막과 기판 간에 작용하는 나노미터의 계면마찰의 계측이 가능하게 되었다. 나노미터(nanometer) 트라이볼로지에 대한 새로운 장을 열게 된 것이라 생각된다.

□ 트라이볼로지는 비단 산업용 기구나 기계에만 한정되는 것은 아니다. 특히 인체에 필요한 인공 관절의 개발에 필수적이라 생각된다. 관절의 연골은 주성분이 물로 형성되어 있으나, 수십년이 넘도록 사용하여도 무난할 정도의 성능을 가지고 있다. 이에 대한 해명도 새로운 생체계(organism system) 트라이볼로지의 과제이다.

□ 이와 같이 일반 트라이볼로지 또는 나노미터 트라이볼로지는 아직 많은 과제를 남겨두고 있는 분야이다. 이는 경제성이 높은 분야로 판단되어 민관이 협심하여 중단 없는 연구가 지속되기를 바란다.

저자

Masaru SUZUKI

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2004

권(호)

49(6)

잡지명

트라이볼로지스트(A058)

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

487~492

분석자

정*갑

분석물

• 물리 흡착막의 나노미터 트라이볼로지.pdf [174,241 byte]

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