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형상기억합금 박막의 응용

전문가 제언: ○ 미국에서 시작된 MEMS는 군사, 항공우주, 바이오/의료, 자동차 등 다양한 분야에서 금후 혁신적인 변화를 가져올 요소로 인식되고 있어서 각 국가에서는 정부 프로젝트로 연구개발이 활발하게 진행되고 있는 분야이다. 현재의 시점에서 일부 MEMS 디바이스는 시장에 진입하는 단계지만 전반적으로 도입 초기에 있다고 볼 수 있다. 이러한 MEMS 디바이스에서 액추에이터는 가장 핵심적인 부품이며 이 액추에이터의 소재로 형상기억합금 박막이 주목받고 있다.

○ 이 해설 자료에서 소개하고 있는 Ti-Ni-Cu 합금박막은 이미 개발되어 있는 Ti-Ni 합금박막에 비해 조성제어가 용이하고 변태온도가 높으며, 온도 히스테리시스가 작고, 변태 과정에서 소성변형이 일어나지 않아 안정된 형상기억합금 특성을 나타낸다. 뿐만 아니라 합성수지상에 박막제작이 가능하여 플랙시블 액추에이터의 개발이 가능하다고 소개하고 있어 MEMS 개발 분야에서 매우 유용한 자료로 생각된다.

○ 기존의 Ti-Ni 합금박막에 비해 탁월한 특성을 지닌 Ti-Ni-Cu 합금박막의 등장으로 세포의 생체조직을 조작하는 매니퓰레이터나 능동 내시경과 같은 의료분야와, 초탄성을 이용한 각종 미소기기, 초소형펌프나 밸브, 마이크로분석, 와이어리스 센서 등의 공학 분야 응용개발이 가속화 또는 조기 실용화가 기대되고 있다.

○ 국내에서의 형상기억합금 박막에 관한 연구는 매우 희소하여 최근의 자료 검색에 의하면 레이저를 이용한 형상기억합금 박막 액추에이터 제조, PLD법에 의한 Ti-Ni 박막제조 등 2건의 연구논문과 형상기억합금 박막을 이용한 액추에이터 제작, 나노 유량제어 펌프, 마이크로밸브 제작 등 3건의 특허가 출원되고 있는 정도이다.

○ 국제적인 연구개발 경쟁이 전개되고 있는 MEMS 분야의 발전과 각종 기기의 소형화와 고기능화를 위해서는 미세한 부품을 동작시키기 위한 신뢰성이 높고 강력한 액추에이터의 개발이 필수적이다. 이를 위해서는 국내에서도 새로운 성능의 형상기억합금 박막의 연구개발 노력이 시급히 요구되고 있다.

저자: ISHIDA Akira, ISHI Osamu
자료유형: 학술정보