美MIT, 강철보다 강하고 플라스틱처럼 가벼운 신소재 개발
美MIT, 강철보다 강하고 플라스틱처럼 가벼운 신소재 개발
  • 김정은 기자
  • 승인 2022.02.03 14:56
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ⓒ데일리포스트=이미지 제공/MIT

[데일리포스트=김정은 기자] 밀도가 강철의 약 6분의 1밖에 되지 않는데도 강도는 강철의 약 2배, 경량이고 간단한 제조가 가능하며 심지어 액체가 완전히 통과되지 않을 가능성도 내포한 신소재 '2DPA-1'이 개발됐다. 

미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구팀이 개발한 2DPA-1은 주로 멜라민(Melamine)으로 구성돼, 눈의 결정 등에서 볼 수 있는 자기조직화 과정으로 평면으로 퍼지는 물질이다.

분자가 다수 결합한 폴리머는 통상 3차원으로 팽창하기 때문에, 시트와 같은 2차원 구조를 취하는 것은 불가능하다고 여겨져 왔다. 

이런 가운데 MIT 연구팀은 '폴리아라미드(Polyaramid)'라고 불리는 새로운 중합반응 프로세스를 고안해 2차원적으로 성장하는 물질을 만드는 데 성공했다. 연구 성과는 국제학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 

ⓒ데일리포스트=이미지 제공/Nature

2DPA-1은 변형의 어려움을 나타내는 탄성률이 방탄유리의 4~6배에 달하며, 밀도는 강철의 약 6분의 1이면서도 항복강도(yield strength)는 강철의 약 2배다. 또 다른 중요한 특징은 틈새 없이 결합하기 때문에 기체를 통과시키지 않는다는 점이다. 

향후 기체나 액체를 완전히 통과시키지 않는 초박형 시트 개발할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 

연구팀은 "성장 과정은 용액에서 자연스럽게 발생한다. 2DPA-1이 어떻게 형성되는지, 분자 구성의 변경 가능 여부를 포함해 연구를 지속하고 있다"고 밝혔다. 


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