세라믹에 이것 섞어 인공치아, 인공뼈 만든다

2016.07.04 18:00

 

클립아트코리아 제공
클립아트코리아 제공

세라믹은 가볍고 강도도 높아 유용한 소재로 꼽히지만 쉽게 깨지는 것이 단점이다. 국내 연구진이 세라믹의 파손을 막고 한층 튼튼하고 보기 좋게 만드는 나노 신소재를 개발했다.

 

KAIST 홍순형 신소재공학과 교수팀은 류호진 원자력및양자공학과 교수팀과 공동으로 고온에서 사용할 수 있는 2차원 나노소재인 ‘질화붕소 나노플레이트렛(BNNP)’을 세라믹 강화재로 활용할 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 나노플레이트렛은 나노미터(㎜·1나노미터는 10억분의 1m) 두께의 얇은 판을 뜻한다.

 

산업계에선 세라믹의 단점을 보완하는 강화 물질을 첨가하는 연구가 활발하다. 차세대 소재로 각광받는 그래핀을 세라믹과 섞을 경우 튼튼하게 만들 수는 있지만 색이 검어지고 350도가 넘어가면 산화되는 문제가 있다. 때문에 인공치아를 만들거나 우주산업용 부품 등을 만들기는 어렵다.

 

연구진은 그래핀과 유사한 질화붕소를 이용해 이 문제를 해결했다. 먼저 질화붕소에 철로 만들어진 작은 공을 넣고 회전시키는 ‘고에너지 볼밀링(Ball-Milling)’ 공정을 이용해 질화붕소를 나노플레이트렛 형태로 대량 생산하는 기술을 개발했다.

 

또 계면활성제를 통해 질화붕소 나노플레이트렛을 세라믹 재료 내에 균일하게 분산시키는 실험에도 성공했다. 대표적 세라믹 소재인 질화규소에 연구진이 개발한 질화붕소 나노플레이트렛을 2% 첨가했더니 강도는 10%, 파괴인성은 20%, 그리고 내마모 특성은 30% 향상됐다.

 

류 교수는 “세라믹 소재의 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술”이라며 “다양한 분야로 응용 범위를 넓혀 신산업을 창출 할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

연구 결과는 ‘네이처’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’ 지난달 8일자에 게재됐다.

 

 

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