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초강도와 강성 층상폴리머 나노복합체 및 계층적 적층재료

전문가 제언: ○ 나노복합체 제작의 도전은 특별한 역학적 성질인 나노크기 재료의 강도, 파괴인성, σUTS 및 Young의 탄성률로부터 거시적 크기 벌크재료의 성질까지 전달하게 하는 재료의 제작능력이다. 나노복합체의 구조적 요소들에 기초된 나노입자 충전된 폴리머복합체의 역학적 성질은 각각 구성단위로 기대한 이론값과 실험적으로 결정된 값보다 매우 낮아진다.

○ 복합체의 성질들의 결여된 상태는 강화하는 나노재료들의 잘-분산된 큰 부피 분율을 얻는 어려움과 구조적 조절의 곤란에 주로 관련된다. 그 어려움은 폴리머매트릭스로부터 나노크기 성분들까지 효과적인 하중 운반을 실현하는 것과 나노크기의 두 조성들 간 역학적 상호작용들의 불충분한 이해와도 관련된다.

○ 나노크기에서 폴리머매트릭스 점토 작은 판들의 공간과 방향의 조절을 사용하고 거시적 크기에서 이 질서를 유지하면서 이론적 최대치에 접근하는 성질들을 가진 복합체들을 생산하는 것이 가능하다.

○ 폴리머와 점토 나노 작은 판들의 혼성 유기-무기 나노복합체들은 무기점토성분의 대단히 낮은 가격, 비교적 단순한 제조 및 폴리머에 삽입되었을 때 강성화 거동은 상당히 기대된다. 두께 약 1nm에 직경 100∼1000nm의 시트인 몬모릴론석 점토(MTM)는 쉽게 이용가능하고 특별한 역학적 성질들을 가지기 때문에 광범위하게 응용될 수 있다.

○ 한국의 점토는 고려청자와 이조백자를 탄생시킬 정도로 고유한 특성을 발휘할 것으로 기대된다. 프랑스산의 점토 MTM이나 아프리카산의 점토 파이로필라이트를 능가하는 한국의 점토와 최고의 적합성 폴리머를 선택하여 초강도와 강성 나노복합체 및 계층적 적층제품재료에 대한 개발 제작의 중요성이 부각되었다.

○ 단순한 새로운 공정을 한국의 비교적 높은 수준의 나노과학기술로 창출하고 값싼 원료를 사용하여 실용목적에 최적제품을 디자인 맞춤 생산의 가능성이 기대된다. 또한 나노복합체 계층적 적층제품재료의 다방면활용성과 광범위한 산업발전에 지대한 기여도와 전망을 확신한다.

저자: THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF MICHIGAN
자료유형: 특허정보