'부러지지 않는' 고강도 금속재료 개발

아주 단단하고 탄성이 높아 방탄복, 장갑차 파괴용 무기, 골프채 등에 쓰이는 차세대 금속소재 `비정질(非定質) 금속재료'의 쉽게부러지는 단점을 크게 개선한 `고강도ㆍ고연성 나노복합재료'가 국내에서 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)의 최초 외국인 정규 연구원인 에릭 플러리(신금속재료연구센터) 박사 연구팀은 고려대 이재철 교수 연구팀, 포항공대 이병주 교수 연구팀과 함께 과학기술부의 지원을 받아 단단하면서도 연성이 높은 비정질 나노복합재료를 개발했다고 5일 밝혔다. 비정질 금속재료는 구리, 철 등 금속에 열을 가해 원자배열을 액체처럼 불규칙하게 만들어 강도와 탄성을 높인 합금으로, `액체금속'(리퀴드 메탈)이라고도 불린다. 그러나 강도와 탄성이 높은 대신 쉽게 부러지는 `취성(脆性)'이 가장 큰 단점이었다. 이번에 플러리 박사팀이 개발한 비정질 금속재료는 강도와 탄성은 그대로 유지하면서 취성을 3배이상 줄여 철보다 2∼3배 강하면서도 쉽게 부러지지 않아 차세대금속재료로 널리 쓰일 전망이다. 이번 연구에 참가한 KIST의 김유찬 박사는 "이번 비정질 금속재료는 구리를 기본 재료로 녹였다가 굳힐 때 융점이 높은 원소인 텅스텐, 탄탈륨(TA)을 균일하게 첨가해 개발했다"고 설명했다. 연구팀은 이번에 개발한 재료를 국내 및 미국 등 국내외에서 원천특허를 출원하고 연구결과를 `어플라이드 피직스 레터(Applied Physics Letter)', `악타 메터리얼리어(Acta Materialia)' 등 15여편의 저명한 국제학술지에 발표했다. 이번에 개발된 비정질 재료는 이미 골프채, 휴대전화 케이스 등에 활용됐다. 플러리 박사팀은 앞으로 이번 구리를 재료한 액체금속외에도 철 등 다양한 금속으로 액체금속 개발범위를 넓여갈 계획이다. 액체금속 시장은 국내에서만도 자동차 산업 기계수송 분야를 비롯해 스포츠용품등 적용범위가 넓어 오는 2010년에 약 1조원 정도의 시장이 형성될 것으로 전망되고있다. (서울=연합뉴스) 이정내 기자