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"철이 진화한다... 세상도 진화한다"

2014-09-29 17:08

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[포스코가 생산한 스테인리스 강판  / 이하 사진=포스코]체온 닿으면 제 모습 찾는 브래지

[포스코가 생산한 스테인리스 강판  / 이하 사진=포스코]

체온 닿으면 제 모습 찾는 브래지어 와이어

망가지지 않는 안경이 있다면? 모든 안경 사용자들의 꿈일 것이다. 이를 가능케 하는 건 '메모리 와이어'다.

태어난 상태의 자기 모습을 기억하는 금속, 바로 형상기억합금(shape memory alloy)이다. 세탁기에서 망가져 나오는 브래지어의 와이어도 이 합금을 써 36.5℃의 피부 표면과 접촉하면 곧 제자리로 돌아온다.

최근 포스코는 자사 공식블로그 '헬로 포스코'에서 새로운 철기술이 이끄는 미래에 대해 소개해 화제를 모았다.

[형상기억합금으로 만든 안경]

 

'탱크 들어올리는 1cm 철사' 철은 우리 미래

이 스토리에 소개된 금속 중 하나로 '탱크 들어올리는 1cm 두께 철사'가 눈길을 끈다. 과연 실제로 가능할까? 현대 초고강도 철사 기술에서는 가능한 일이다. 탱크 한 대 무게는 보통 60톤, 성년 코끼리 10마리 무게다. 

어떻게 이 철사는 끊어지지 않고 이 무게가 주는 중력을 버틸까? 바로 '비정질 합금(Amorphous alloy)'으로 만들어진 '고강도 철사'이기에 가능하다. 이 특수한 철사에는 크롬이 섞여 비정질 합금체를 이룬다. 비정질 합금체란, 쉽게 말해 금속 내부구조가 가지런하지 않단 뜻이다.

이 신기한 합금이 만들어지는 과정은 더욱 신기하다. 초고온 환경에서 액체상태인 철, 즉, 쇳물이 고체상태의 철이 되는 과정을 방해하는 성질을 가진 계면에너지가 크면 클수록 더 강한 비정질 합금이 만들어진다. 이것을 세계 최초로 발견한 건 한국 과학자들이었다.

이 상태에서 급속히 냉각된 합금은 원자배열이 무척 무질서해지면서 강도가 상상을 초월할 정도로 세진다. 이렇게 만들어진 금속은 우주용품, 특수부품, 스포츠용품 등은 물론 부식에도 강해 화학물질 보관용 탱크로도 널리 쓰인다. 우리가 흔히 보는 용도로는 오디오나 비디오의 헤드 부분에 쓰인 금속이다. 첨단 고부가가치 금속 중 하나다.

1000도 고온 견디고 멸균까지 가능, 금속섬유로 짠 옷

옷이 가져야 할 성질은 무엇일까. 착용감, 흡습성, 흡수성, 내구성 등. 거기다가 고온에도 견딜 수 있고, 멸균기능까지 지닌 옷이 있다면?

바로 나노 금속섬유로 짠 옷이 그것이다. 물론 그 금속섬유는 직경이 머리카락의 1/10 이하일 때 이런 장점들을 가진다. 기술적으로 금속섬유 의류는 충분히 가능하지만, 옷의 무게와 제작비 두 가지 때문에 상용화하지 않는 것뿐이다.

다만 이는 군복, 방독면과 같은 특수 목적의 섬유에는 이미 사용되고 있다. 일본에서는 2001년에 방사능 차단이 가능한 금속섬유 임부복이 나오기도 했다.

현대의 금속섬유는 1960년대 우주개발 목적으로 우주복에 사용할 새로운 소재를 개발하면서 시작됐다. 지구와는 다른 높은 온도와 강한 빛들에 노출된 우주공간에서 인체를 보호해줄 우주복이 필요했기 때문이다.

이렇듯, 금속 하나가 우리 생활을 바꾸는 것이다. 이 세상을 구성하는 가장 중요한 물질 중 하나인 금속, 그들의 변화가 곧 우리가 사는 세상의 변화다.

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