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범용의 열가소성 고분자로부터 형상기억 소재를 제조하는 방법

전문가 제언: ○ 형상기억 소재는 1951년 Read 등에 의하여 처음 개발되었고 발전을 거듭하여 현재는 니켈과 티타늄의 합금인 니티놀이 가장 보편적으로 쓰이고 있다. 금속 합금 형태의 형상기억 소재는 꾸준히 용도개발이 진행되어 이제는 일반 생활소재 뿐 아니라 의료용, 항공 우주용 등으로 확대일로에 있다. 여성의 메모리 브라 와이어, 치아 교정용 와이어, 인공위성의 파라볼라 안테나 등이 대표적인 예가 되겠다.

○ 합금에 의한 형상기억 소재는 기능상 우수한 성능을 발휘하는 장점이 있지만 단점도 있는 것도 사실이다. 원형복원 가능한 변형의 폭이 10% 미만으로 극히 제한적이고 가격이 높다는 점이다. 이를 해소하고자 하는 노력의 일환으로 유기고분자 형상기억 소재가 순차적으로 개발되고 있다.

○ 고분자 형상기억 소재는 변형의 폭을 수 백 퍼센트까지 확장함으로써 응용범위를 혁신적으로 넓혔다. 본 특허에서와 같은 비가역적 가교구조 형성 뿐 아니라 광 조사에 의한 가역적 가교구조 형성으로 양방향 형상기억 소재를 만들 수도 있고, 물질의 적절한 조합으로 다단계 형상기억 소재를 만들 수도 있다.

○ 본 특허에서는 형상기억 소재의 문제점 중의 하나인 높은 가격을 해소하는 방향으로 연구의 주안점을 두었다. 방법적으로는 범용의 플라스틱 소재와 기존의 가공설비, 이를테면 믹서나 컴파운더, 사출기, 압출기 등을 그대로 활용함으로써 가격 상승 요인을 제거했다는 점이다. 그러나 실시 예에서 보면 형태고정성은 90% 이상으로 만족할 만한 수준이나 형태복원성이 50~80% 수준으로 합금의 수준에는 못 미치는 결과를 보여, 앞으로 이 부분의 개선이 필요하다고 본다. 본격적인 고분자 형상기억 소재의 시대를 열어가기 위해서는 고분자에서 피하기 어려운 열과 전자파 안정성 및 경시적 열화문제 또한 함께 풀어나가야 할 문제이다.

저자: MNEMOSCIENCE GMBH
자료유형: 특허정보