알루미늄의 기계적 성질을 매우 향상시키는 탄소나노튜브

바이엘 머티리얼사이언스(Bayer MaterialScience AG) 연구진은 분말 야금 알루미

늄에 바이튜브 탄소나노튜브(Baytubes carbon nanotube)를 첨가시켜서 기계적 성

질을 매우 향상시켰다. 경도는 순수한 알루미늄에 비해서 몇 배 이상 증가했고 인장

강도(tensile strength)는 강철과 비슷한 수준까지 증가시킬 수 있었으며 충격 강도

(impact strength)와 열전도성을 매우 향상시킬 수 있었다. 

지금까지 알루미늄 합금에서 높은 경도와 인장 강도를 얻기 위해서는 귀금속이나 비

싼 금속을 기초로 한 복합 합금 프로세스를 단지 사용하여야만 했다. 탄소나노튜브

는 이러한 복합물을 얻는데 매력적인 대안이 될 것이며 특히 바이튜브는 금속과 함

께 합금되어 알루미늄 물질을 매우 강화시킬 수 있을 것이라고 연구진은 말했다. 

탄소나노튜브로 강화된 알루미늄의 비중은 단지 약 강철의 3분의 1 정도이어서 무게

와 에너지 소비를 줄여야 하는 수많은 곳에 적용될 수 있을 것이다. 탄소나노튜브 강

화 알루미늄의 고강도, 경량 특성으로 인해서 이 알루미늄 합금은 티타늄이나 탄소

섬유 강화 플라스틱 같은 고가의 특수 금속과 강철을 대체할 수 있는 대안이 될 것이

다. 이 새로운 물질은 기존부터 계속해 오던 제조 프로세스(스탬핑, CNC)로 나사나 

다른 연결 요소를 생산할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있다. 휠체어(wheelchair)나 

운동 기구 같은 경량이면서 강한 내구성이 필요한 곳에도 이 물질이 이상적인 후보

자라고 연구진은 말했다. 또한 바이튜브로 강화된 알루미늄 I-빔은 강철 I-빔보다 훨

씬 더 가볍기 때문에 훨씬 더 높은 건물을 건설하도록 할 것이다. 강철 I-빔의 무게

로 인해서 마천루의 최대 높이가 제한되었는데 이번에 새롭게 개발된 물질로 인해

서 이런 한계를 극복할 수 있을 것이다. 

연구진은 이런 최적화된 기계적 성질을 다양한 곳에 적용하기를 원하고 있다. 그래

서 캐나다의 알칸사(Alcan Inc.), 독일의 PEAK Werkstoff GmbH 그리고 Wenden가 

함께 이 복합물을 산업에 적용하는 시도를 진행하고 있다. 알칸사는 세계에서 가장 

큰 알루미늄 생산 업체 중 하나이고 PEAK Werkstoff GmbH는 분말야금 반제품과 완

제품을 생산하는 고성능 알루미늄 물질의 개발에 특성화된 회사이며 Wenden은 나

노구조로 된 물질의 생산을 위한 혁신적인 설비와 장치를 공급해주는 세계적인 제조

업체이다. 

바이엘 머티리얼사이언스은 하이테크 폴리머 물질의 제조와 일상생활에서 사용되

고 있는 많은 제품의 기능 향상을 위한 혁신적인 기술 개발에 초점을 맞추고 있다. 

그림. 탄소나노튜브 강화 알루미늄 분말로 압출해서 만들어진 다양한 반제품. 이 물

질은 볼트, 파이프, 막대기 등의 다양한 반제품을 만들 수 있고 이런 반체품들은 완

제품을 위한 구성요소로 사용될 것이다.

http://nanotechwire.com/

출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-02-25