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형상기억 고분자와 복합체의 최근 동향

전문가 제언: ○ 형상기억 소재는 최근에 개발된 매우 흥미로운 소재이다. 이것은 탄성 변형에 의해 일시적으로 변형되었다가 외부의 자극에 의하여 다시 원형을 회복하는 성질을 갖는다. 이 효과는 한 방향이나 때로는 가열과 냉각에 의한 쌍방향 효과를 낼 수도 있다. 이런 현상은 소재 내의 구조적 상 전환에 의한 것이다. 처음으로 이 기능이 알려진 것은 금속합금에서이다. 최근에는 고분자소재에서도 이 현상을 이용한 기술이 개발되고 있다.

○ 형상기억 고분자(SMP, Shape Memory Polymer)는 지능(smart) 고분자의 일종에 속한다. 최근 몇 년간 아주 흥미를 끌고 있는 연구 분야이다. 생의학 디바이스에서 자기 발열이나 건강 모니터링을 목적으로 하는 마이크로 전기기계적 시스템, 액추에이터 등으로 응용이 전개될 수 있기 때문이다. 특히 유연성, 생체적합성, 폭넓은 개질가능성 등의 장점을 갖기 때문에 기존의 금속재료에 대한 대체제품으로 각광을 받고 있다. SMP 고분자의 특성은 형상기억 금속합금(SMA)을 능가한다. 또한 공중합물, 고분자 블렌드, IPN(InterPenetrating Networks)으로 된 SMP 시스템이 개발되고 있다. 본문에서는 이들 SMP와 관련 복합체에 대한 합성, 특성분석, 평가 그리고 예상되는 응용 분야의 최근의 진보 상황을 다루고 있다. 총 172개의 참고 문헌이 등재되어 있고, 비교적 평이하게 전반적인 사항이 잘 설명되어 있다.

○ SMP는 종래의 테이프나 튜브, 정보저장장치, 온도센서를 비롯한 액추에이터, 의료분야, 항공기, 자동차, 전자산업 등 광범위한 범위에서 그 용도가 개발ㆍ활용되고 있다. 미국, 유럽 및 일본 등에서는 이 분야에 대한 연구논문이 다수 발표되고 있다. 특히 일본은 이 분야를 리드하고 있는 듯하다. 미국 NASA와 미국공군연구소는 항공기에 이용되는 개폐구조에 SMP를 채택하는 연구를 수행하고 있다. 국내에서도 많은 관심을 나타내고 있다. 발전된 정밀분석기법을 이용하여 정확한 메커니즘과 제어 시스템을 파악하고, 이를 활용하여 고분자 설계를 정밀히 하는 것이 아주 중요한 과제라 할 수 있다.

저자: Ratna, D; Karger-Kocsis, J; AF Ratna, Debdatta; Karger-Kocsis, J.
자료유형: 학술정보