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자극반응 형상기억재료의 특징과 응용

전문가 제언: ○ 형상기억 재료는 심하게 변형이 일어났다 할지라도 적절한 자극을 가해주면 원래의 형상으로 회복할 수 있는 능력을 가진 재료로 정의된다. 형상기억 재료는 1960년대 미국 Naval Ordnance 연구그룹에서 TiNi합금이 형상회복 변형율이 존재하는 것을 최초에 관찰하였다. 그 후 공학적 기초연구 및 응용연구가 미국과 일본을 중심으로 유럽에서 활발하게 진행되고 있으며, 항공우주산업, 마이크로 엑츄에이터, 로봇산업, 의료분야 등에 적용 가능한 새로운 형상기억 합금, 형상기억 고분자, 형상기억 하이브리드에 관한 연구가 국제적으로 큰 주목을 받고 있다.

○ 최근에 형상기억 합금 개발의 핵심 키워드로는 Ni-Mn-Ga 자장유기 형상기억 합금, Ni-free Ti형상기억 합금, 결정성장 Ti-Nb-Zr합금, 고온용 형상기억 합금으로 Ti-Ni-Hf(Pd)합금을 들 수 있다. 연구개발과 실용화를 위해선 가공성향상, 단결정성장, 자장발생장치 소형화 및 피로특성, 내구성, 신뢰성 등 많은 문제점이 해결되어야 할 것으로 판단된다.

○ 형상기억 재료의 향후 발전에 중요한 문제는 정확한 조성과 제조공정의 안정된 데이터베이스 축적과 공업규격화가 필수적이다. 형상기억 재료를 장기간 사용 시에 형상기억 효과의 변화와 화학적 성질, 물리적 성질 등 안정된 데이터베이스가 아직 확립되어 있지 않다. 향후 형상기억 재료의 발전을 위해서 재료선택에 필요한 가이드를 제공하기 위한 로드맵이 만들어진다면 연구개발과 산업발전에 크게 기여할 것이다.

○ 우리나라의 형상기억 재료 연구는 소수의 대학과 연구소를 중심으로 이루어지고 있어 우선 연구자의 저변확대를 위한 노력과 지원이 필요하다. 이러한 노력에 국내의 우수한 소재제조 기술 및 엔지니어링 기술과 접목시키면 향후에 형상기억 재료 분야에서 세계적인 강국이 될 수 있을 것으로 기대한다.

저자: l.Sun,W.M.Huang,Z.Ding. Y.Zhao,C.C.Wang,H.Purnawali,C.Tang
자료유형: 학술정보