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고분자재료 공정에서 강자장의 응용

전문가 제언: ○ 약자성체와 자장과의 상호작용은 오래 전부터 알려져 있었으나 강자성체의 경우 달리 공정에 응용하려는 시도는 거의 없었다. 다만 액정성 고분자의 자장배향이 유일한 경우라 할 수 있다.

○ 약한 자장 속에서 약자성체에서는 관측할만한 현상이 관측되지 않아 아직까지는 연구가 활성화된 단계에는 이르지 못하였으나 10T 급의 강 자장 하에 놓인 약자성체에서도 여러 가지 흥미 있는 현상이 나타난다. 즉 약자성체에 미치는 자장효과는 인가자장의 세기의 2승에 비례하므로 전자석 수준의 강도(~1T)에서 변화가 미미하여 관측되지 않았던 현상이 10T에서는 100배가 되므로 얻어지는 효과가 뚜렷하게 관측된다.

○ 구조적으로 이방성을 가지는 물체는 자기적으로도 이방성을 가진다. 반자성은 외부자장으로 유기된 전자의 운동에 기인하는 것이므로 전자운의 형태가 구형이 아니며 외부자장에 대하 자기적 응답에 이방성이 나타난다. 사실 화학결합 하나하나는 자기적 이방성을 가지고 있다.

○ 자장배향은 인가자장의 세기에 의하여 결정되나 자기토크나 자기력은 분산체의 크기가 수십 ㎚ 정도일 때 작용효과가 높은데 결정화, 젤화, 마이크로상의 분리, 응고과정 등의 가공과정에서 복잡한 상전이 과정이 동반되는 복잡한 고분자계에서 실용화된 기술은 매우 빈약하나 자성효과의 일반성과 다양성을 고려할 때 앞으로의 이 기술의 활용은 크게 증대될 것으로 예상된다.

○ 본고에서는 고분자재료에 대한 자장효과와 그 실용화를 목표로 한 몇 가지 사례를 자기토크에 의한 효과, 자기력에 의한 효과, 열역학적 효과로 나누어 필자그룹에 의해 추진된 열구결과를 중심으로 소개하고 있어서 고분자 공정 기술인이나 연구자에게 매우 흥미로운 탐구의 대상을 제공하고 있다.

저자: Tsunehisa Kimura
자료유형: 학술정보