극한 환경용 소재 (28) 썸네일형 리스트형 북극 탐사용 장비에 적용되는 초저온 탄성 소재 기술 서론나는 북극과 같은 극저온 환경에서 장비가 어떤 방식으로 버티는지 오랫동안 주목해 왔다. 북극의 기온은 영하 40도에서 영하 60도를 오가고, 갑작스러운 온도 변화를 동반하는 경우가 많다. 이런 환경에서는 금속, 고무, 플라스틱 등 대부분의 재료가 단단해지거나 쉽게 깨지는 문제를 겪는다. 특히 탐사 장비는 단순히 버티는 것만으로는 충분하지 않고, 움직이고, 충격을 흡수하고, 반복적인 압력 변화를 견뎌야 하므로 ‘탄성’이 반드시 필요하다. 하지만 자연 상태에서 탄성은 온도가 낮을수록 급격히 사라지는 속성을 갖는다. 극저온 환경에서는 소재 내부의 분자 운동이 거의 정지하기 때문에 재료가 강해지는 동시에 부서지기 쉬운 성질을 띠게 된다. 나는 이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 초저온 탄성 소재가 기존의 상.. 액체수소 저장 시스템용 초저온 단열재의 진화 서론나는 액체수소 저장 기술을 보면 언제나 극저온이라는 세계의 특수성과 그 속에서 요구되는 단열 기술의 엄격한 조건을 동시에 떠올린다. 액체수소는 영하 253도라는 극단적 온도에서만 유지되기 때문에 그 저장 시스템은 단순한 냉각 기술을 넘어서 ‘열을 완벽히 차단하는 구조’를 필요로 한다. 대부분의 사람들은 단열이라는 단어를 단지 열을 막는 기능 정도로 이해하지만, 액체수소 저장 분야의 단열은 그 범위를 훨씬 넘어선다. 극저온 환경에서는 단열재의 작은 균열 하나도 내부 온도를 급격히 상승시키고, 그 결과 저장된 수소가 기화하며 압력이 폭증할 수 있다. 나는 이러한 조건 속에서 단열재가 단순한 재료가 아니라 안전과 효율을 결정하는 핵심 기술이라는 점에 주목해 왔다. 최근의 초저온 단열재는 나노 구조 제어, .. 극저온 환경에서 금속이 부서지지 않게 하는 결정 구조 서론나는 금속이라는 재료가 언제나 강하고 단단하다는 일반적 인식과 다르게, 극저온 환경에서는 금속이 오히려 매우 취약해지는 특징을 자주 관찰하며 그 원리를 깊이 분석하게 되었다. 많은 사람들은 금속이 온도가 내려갈수록 더 단단해진다고만 알고 있지만, 실제로 영하 100도 이하에서는 금속 내부에서 전혀 다른 현상이 나타난다. 금속은 단단해지지만 동시에 매우 쉽게 깨질 수 있는 ‘취성 천이’라는 변화를 겪는다. 강철처럼 널리 쓰이는 재료도 온도가 급격히 떨어지는 순간 충격을 받기만 해도 마치 유리처럼 파손될 수 있다. 나는 이 극저온 취성 문제를 해결하기 위해 금속 내부의 결정 구조를 설계하는 기술이 얼마나 중요한지를 연구하면서, 금속이 단순한 덩어리가 아니라 미세한 원자 배열의 집합체라는 사실을 다시 실감.. 극저온 나노 복합소재의 구조와 작동 원리 서론나는 극저온 환경에서 재료가 어떤 방식으로 버티는지 오랫동안 흥미롭게 바라봐 왔다. 금속이 단단해 보이지만 영하 150도 이하로 내려가면 갑자기 유리처럼 깨지거나, 고분자 소재가 탄성을 잃고 부서지는 모습을 연구 자료에서 확인할 때마다 극저온이라는 세계가 얼마나 특수한 조건인지를 다시 한 번 실감하게 된다. 극저온 환경은 단순히 낮은 온도를 의미하는 것이 아니라, 재료 내부 구조가 급격히 수축하고 분자 운동이 제한되며, 미세한 균열이 빠르게 확산되는 극단적 조건을 의미한다. 그러나 이러한 조건에서도 안정적으로 작동하는 나노 복합소재가 등장하면서 과거에는 불가능했던 장비와 시스템이 하나둘 현실로 변하고 있다. 나는 극저온 나노 복합소재가 단순히 재료의 한 종류가 아니라, 미래 에너지 시스템·우주 탐사·.. 이전 1 2 3 4 다음