기계/재료

둥베이대학, 고인성 경량화 자동차강 신기술 개발

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최근 둥베이대학 압연기술·연속압연자동화 국가중점실험실 이훙량(易红亮) 연구팀은 이론·기술적 문제를 전부 해결한 자동차강 고인성 Al-Si 코팅 신기술을 자체적으로 개발해 인성을 20%~30% 향상시키는 성과를 거두어 자동차 경량화 발전에 중대한 기여를 하였다. 기존의 Al-Si 코팅 자동차강판은 금형 보호, 부품 치수 정밀도, 내식성 등 면에서 우수한 성능을 보이지만 인성 부족 결함이 매우 심각하다. 인성 부족은 자동차 충돌 안전재의 고장균열을 직접적으로 초래한다. 인성 부족 문제의 해결은 자동차 도어의 안전빔, 범퍼(bumper), B 필러(pillar) 등 안전구조재의 안전성을 더한층 강화시킬 수 있는 핵심이다. 연구팀은 Al-Si 코팅 강판의 오스테나이트(austenite) 가열 과정에서 22MnB5 기초소재 및 확산층 계면 부근에 대량 탄소 축적이 발생하며 또한 냉각 과정에서 고탄소 마텐자이트(martensite)가 형성됨을 발견하였다. 이렇게 형성된 고탄소 마텐자이트층의 매우 낮은 인성이 Al-Si 코팅 제품의 인성을 뚜렷이 감소시킨다. 상기 이론 발견에 기반해 연구팀은 코팅층 및 기초소재 합금 성분을 변화시키지 않는 조건에서 "코팅층 두께 감소" 및 "가열공법 최적화"를 동시에 구현해 Al-Si 코팅 제품의 인성을 크게 향상시킴으로써 굽힘 균열 변형을 대폭 개선했을 뿐만 아니라 지연균열 위험도 대폭 낮추었다. 해당 신기술 개발에 힘입어 산업계는 관련 이론을 실용기술로 신속히 전환시킴과 아울러 고인성 Al-Si 코팅 핫스탬핑강 제품의 대량 산업화 시제작을 달성했다. 해당 신소재의 강도는 기존 재료와 동일한 수준에 도달하면서 인성을 높일 수 있어 자동차 부품 안전성능 향상에 일조할 전망이다. 이론적 혁신으로 자체 지식재산권을 창출한 해당 기술은 중국 발명특허를 획득하였고 현재 국제특허 출원 중이다. 동 기술의 산업화는 세계 300만 t(중국이 약 100만 t 차지) 이상 규모의 시장에 중요한 영향을 미칠 전망이다.

세계 최대 길이 해협을 가로지르는 도로-철도 양용 대교 구축

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2019년 9월 25일 10시 28분, 무게가 473t인 연결 구간 스틸 트러스 거더(Steel truss girder)를 크레인으로 설계 위치까지 상승시킴과 아울러 양측의 이미 가설한 스틸 트러스 거더 구간과의 정밀 연결을 완료함으로써 핑탄해협(平潭海峽) 도로-철도 양용 대교 3개 채널 브리지(Channel bridge) 중 하나인 구위먼(鼓嶼門) 채널 브리지가 성공적으로 연결됐다. 이는 현재 세계에서 시공 어려움이 가장 큰 세계 최대 길이 해협을 가로지르는 도로-철도 양용 대교이며 중국 첫 해협을 가로지르는 도로-철도 양용 대교이다. 핑탄해협 도로-철도 양용 대교의 전체 길이는 16.34km이다. 해당 대교가 위치한 타이완해협(臺灣海峽)은 세계에서 유명한 3대 폭풍우 해역에 속하며 거센 바람, 높은 파도, 세찬 물살, 단단한 암석 등 복잡한 해역환경으로 파력(Wave force)은 창장(長江) 등 내륙하(Inland river)의 10배 이상에 달하기에 "교량건설 불가능 지역"으로 불린다. 핑탄해협 도로-철도 양용 대교 건설 과정에서 중철대교국(中鐵大橋局)은 열악하고 복잡한 해양 환경 조건에서의 교량 건설 어려움을 성공적으로 해결했으며 혁신적으로 중국 최초로 새 구조, 신소재, 신공법, 새 장비를 개발 이용했다. 예를 들어 최초로 사장교 2개 구간 사이에 전체 용접 스틸 트러스 거더 구조, 그리고 80m 및 88m 전체 지간 전체 용접 스틸 트러스 조합 거더 구조를 이용했고 최초로 복잡한 해역에서 체계적으로 바람, 파랑, 물살 등에 대한 모니터링 예보를 수행했으며 해협 환경 교량 딥워터 기초(Deep water foundation) 구축 기술, 강풍 환경에서의 높은 탑 시공 기술, 스틸 트러스 거더 전체 용접기술, 해협 교량 안전 운영 보장 기술 등 분야의 연구를 수행했고 자체로 중국 최대 높이 메인 후크(Main hook) 기반 3,600t 부양식 크레인, KTY5000형 액압 동력 헤드 드릴, 전체 밀폐식 내풍 액압 점핑 프레임워크(Jumping formwork), 해상 교량 가설 장비 등 대형 장비를 개발했다. 이외, 지름이 4.9m인 매입 말뚝(Bored pile) 기초는 세계 최대 말뚝 지름 교량 공사 말뚝으로서 해당 교량 강철 구조에 사용된 강철은 124만 t, 콘크리트는 294만 m3로 지금까지 국내외 교량 최고 수준을 확보했으며 "초대형 교량 공사"로 불리운다. 푸저우(福州)-핑탄(平潭) 철도는 허푸(合福)고속철도의 주요 연장선이다. 핑탄해협 대교는 핵심 제어 공사로서 해당 대교 연결 관통은 베이징에서 푸저우(福州), 핑탄에 이르는 철도를 구축하고 푸저우빈하이신청(福州濱海新城) 및 "자유무역지역-시범구-국제 관광섬" 3대 국가급 전략 통합화 핑탄 종합 실험구 구축을 가속화하여 해협서안경제 발전을 추진하는데 중대한 의미가 있다.

세계해양과기대회, "해양 분야 첨단과학·공학기술 10대 난제" 발표

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2019년 9월 24일 칭다오에서 열린 "해양기술 혁신, 산업발전 선도" 주제의 2019세계해양과기대회에 중국, 호주, 덴마크 등 20개 국가의 약 100명 해양과기 분야 저명 원사·전문가 외 국제기구 대표, 대학 및 과학연구기관의 전문가·학자, 기업 고위층 관리자 및 기술대표 등 700여 명이 참가한 가운데 대회측은 해양 분야 첨단과학·공학기술 10대 난제를 발표했다. 10대 난제는 각각 1) 해양 멀티스케일 에너지 캐스케이드 및 수송, 2) 심해 대양 및 지구 거주적합성(Livability), 3) 해양관측 및 탐사기술, 4) 해양 및 지구시스템 변화 예측, 5) 해안대 지속가능한 발전, 6) 심해 및 지구 생명기원, 7) 해저 다중 권층 상호작용 및 판 섭입(plate subduction), 8) 심해 전략성 광산자원, 9) 변화 중의 극지해양, 10) 대형 심해 프로젝트 안전보장 등이다. 해양학 연구, 지구 거주적합성, 미래 해양관측, 해양자원 개발, 해양공학 발전, 극지해양 연구, 심해자원 이용 등을 망라한 10대 난제는 국가경제와 국민생활과 연관되는 공학기술 문제인 동시에 인류 생존과 발전에 영향을 미치는 기초연구 문제이기도 하다. 10대 난제 발표는 중국의 해양과기 분야 혁신 발전 및 해양강국 건설에 전략적 지원을 제공할 전망이다.

황허를 가로지르는 세계 물밑 최대 지름 실드터널 굴착 개시

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2019년 9월 20일, 지난(济南) 뤄커우(泺口) 황허 구간에서 2대의 초대지름 이수식 균형 실드굴진기(slurry balanced shield machine)가 굴착을 시작했다. "황허호(黄河号)"로 명명된 해당 실드굴진기의 전체 길이는 166m, 총무게는 4,000t, 설비 총출력은 8,688kW, 최대추력은 199,504KN이다. 지름이 5층 건물 높이에 해당하는 커터헤드의 메인 구동은 14개 인버터모터가 주로 제공하는데 총출력은 4,900kW에 달한다. "만리 황허의 최대 터널공사"로 불리는 지난시 황허터널의 굴착지름은 15.76m이고 전체길이는 4,760m로서 현재 세계에서 시공 중인 최대 지름의 도로·지하철 통합 실드 터널이다. 해당 터널은 최대 홍수위가 강바닥보다 11.62m 높은 황허의 지상하(地上河)를 통과하는데 터널의 최저점은 강바닥 아래 54m에 위치하며 최대 수토압력은 7.5Bar이다. 설계팀은 대직경 실드터널의 지상하 첫 통과를 감안해 이중 수문(Flood gate) 해결방안을 제안했다. 동 방안은 전방위 효과적 폐쇄가 가능해 도시의 안전을 지킬 수 있다.뿐만 아니라 도로 및 지하철의 통행 제한 수요를 충족시키기 위해 높이 조절 가능한 프리패브 함암거(prefabricated box culvert)를 개발했는데 일반적 방안에 비해 터널의 안지름을 20cm 줄일 수 있어 약 1000만 위안(16억 8,180만 원)의 직접공사비를 절감할 수 있다. 터널 내에는 소화전, 물분무, 소화기, 방송, 비상전화기, 비디오 감시, 설비 모니터링 등 재난방지 구조설비가 구전하게 배치되며 중앙컴퓨터를 통해 유기적 시스템을 형성함으로써 돌발상황시 대피시간은 위층 도로가 6분, 아래층 지하철이 30분이 될 예정이다. 연구팀은 실드굴진기 모델 최적화 선정을 거쳐 최종적으로 상기 초대지름 이수식 균형 실드굴진기 2대를 개발했다. 터널 굴착, 라이닝 일회적 성형을 겸비한 해당 실드굴진기는 자동화 수준, 시공효율, 침강 관리표준 등이 높을 뿐만 아니라 안전하고 에너지를 절약하며 친환경적이다. 지난시 황허터널 공사는 2021년에 완공되어 개통될 예정으로 남·북부 신도시와 중심도시구역 간 연계를 대폭 강화시켜 "다밍호(大明湖)시대"에서 "황허시대"로의 변화를 가속화할 전망이다.

유기 장잔광 발광 분야에서 중대한 진전

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시베이(西北)공업대학 플렉시블전자연구소 황웨이(黄维) 및 난징(南京)공업대학 선진재료연구원 안중푸(安众福) 공동연구팀은 일련의 신형 중합체 장잔광 재료를 설계 개발함으로써 유기장잔광 발광 분야에서 획기적인 진전을 이루었다. 해당 성과는 "Nature Communications"에 게재되었다. 장잔광 발광은 발광 재료에서 여기 광원을 제거한 후에도 여전히 몇 초에서 몇 시간 동안 발광하는 일종의 발광 현상이다. 장잔광 발광 재료는 "야명주"라고 불리는데 암흑속에서도 찬란한 빛을 내어 고대로부터 희귀 보물로 간주되었다. 장잔광 발광 재료는 야간 비상 표시, 측정기 디스프레이, 광전자 소자 및 국방군사 등 분야에 광범위하게 응용된다. 특히 수명이 길고 스토크스 이동이 크며 여기체가 풍부한 등 특성으로 위조 방지, 암호화 및 생물학적 이미징 등 최첨단 과학 영역에 사용된다. 무기 장잔광 재료와 비교할 경우 상온 유기 장잔광 재료는 양호한 생체 적합성, 전기 전도성을 보유하며 또한 원가가 저렴하고 구조 수정이 쉬운 등 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 최근 몇 년간 유기 장잔광 재료 연구는 주로 결정체 소분자와 주객체 도핑 시스템에 집중되었는데 결정체 소분자 시스템의 결정성, 주객체 도핑 시스템의 상호 분리 등 문제점 때문에 재료의 실제 응용이 제한을 받고 있다. 중합체 재료는 유연하고 재질이 가볍고 스핀코팅이 가능하고 신축이 가능한 등 많은 장점을 보유하고 있기에 플렉시블전자 분자에서 거대한 응용 가능성을 보여준다. 연구팀은 이온 결합으로 발광 유닛을 잠그고 중합체 공유 결합의 도움으로 이온성 중합체의 장잔광 발광을 구현했으며 발광 수명은 2.1초에 달했다. 실험 데이터와 이론적 계산 결과, 해당 중합체 재료가 상온 장잔광을 가지는 원인은 이온 결합이 발광 유닛의 비방사성 전이를 억제하였기 때문이다. 해당 설계 아이디어는 방향족 중합체 재료 시스템뿐만 아니라 비방향족 중합체 재료 시스템에도 적용된다. 이 외에 연구팀은 최초로 여기 파장 의존의 중합체 장잔광 발광 현상을 발표하고 잔광 색상이 남색으로부터 주황색으로의 조절을 구현했다. 해당 재료는 170도 이하 온도에서 여전히 가시성 장잔광 발광이 가능하다. 해당 연구 성과는 기존의 중합체 재료에 새 성능을 부여하였다. 중합체 재료는 쉽게 구할 수 있고 원가가 낮아 플렉시블 디스프레이, 조명, 데이터 암호화 및 생물의학 등 분야에서 아주 광범위한 응용 전망을 가진다.

중국 자체개발 첫 8.5세대 TFT-LCD 유리기판 출하

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2019년 9월 18일, 중국 첫 8.5세대 TFT-LCD 유리기판 제품이 안후이 벙부(蚌埠)에서 공식 출하되었다. 이로써 중국은 자체개발 8.5세대 TFT-LCD 유리기판 제품의 산업화 생산을 실현함과 아울러 미국, 일본 다음으로 세계 세 번째로 고세대 TFT-LCD 유리기판 생산기술을 보유한 국가가 되었다. 이는 세계시장에서 중국 전자유리(electronic glass)의 주도권 및 발언권을 전면적으로 높이고 중국 정보디스플레이 산업의 안전을 보장하는데 큰 의미가 있다. 연구팀은 과기부 "13차 5개년" 국가중점특별프로젝트의 지원에 의해, 2019년 6월 18일에 생산을 시작하여 2019년 8월 26일에 유리기판을 성공적으로 획득하기까지 70일 밖에 소요하지 않았다. 제품 출하 후 연구팀은 수율 향상, 생산성 제고, 제품인증 등 작업을 지속적으로 추진할 계획이다. 제품이 대량으로 시장에 제공할 경우 중국내 주류 패널업체의 응용수요를 충족시킬 전망이다. 액정디스플레이 패널의 핵심부품인 TFT-LCD 유리기판은 전자정보디스플레이 산업의 핵심 전략적 소재이다. 디스플레이 업계는 제품 크기에 따라 세대를 구분하는데 일반적으로 6세대 및 그 이하를 저세대, 8.5세대 및 그 이상을 고세대로 구분한다. 8.5세대는 6개의 55인치 스크린을 절단할 수 있는데 가장 경제적인 절단 사이즈는 55인치이다. 일례로 핸드폰/iPad에 일반적으로 6세대가 사용되고 8.5세대로 TV/대형디스플레이패널을 만든다. 유리기판의 크기가 클수록 이용률이 더 높고 원가도 낮다. 현재 중국은 세계 최대 정보디스플레이 산업기지로 자리매김하고 있다. 연간 8.5세대 및 그 이상 TFT-LCD 유리기판 수요량은 3.8억 m²에 달한다. 하지만 중국의 대형 액정디스플레이가 필요로 하는 8.5세대 TFT-LCD 유리기판 핵심기술은 미국, 일본 등의 몇몇 외국기업에 의존하여 중국 디스플레이 산업의 발전을 심각하게 제한하고 있다. 이러한 국면을 타개하기 위해 연구팀은 "고세대 전자유리기판, 덮개판(cover plate) 핵심기술 개발 및 산업화 시범" 프로젝트를 3년간 추진해 일련의 성과를 거두었다. 선후하여 물리화학 및 공정성능을 동시에 만족시킬 수 있는 유리기판 화학구성 및 배합을 파악함과 아울러 중국특색이 있는 액정유리기판 초박 플로트법의 신공법을 혁신적으로 개발했다. 뿐만 아니라 킬른(kiln), 주석조(Tin-bath), 서냉로(Annealing Lehr) 등 핵심장비의 국산화 개발 등을 달성했다. 특히 유리의 초박화, 고강도 등 2가지 특성 구현에 있어 유리의 배합구성 파악이 중요하다. 연구팀은 수천 번의 배합시험을 통해 최종적으로 자체 지식재산권을 보유한 배합을 획득했다. 아울러 유리기판 초박화 제조설비를 개발해 초박성형을 구현했다. 8.5세대 TFT-LCD 유리기판의 출하로 말미암아 현재 1만 위안(한화로 약 168만 4,600원) 이상의 액정 TV를 향후 1,000위안(한화로 약 16만 8,460원)대에서 구입할 수 있다. 해당 유리기판이 대량 생산됨에 따라 대형 액정디스플레이의 원가는 점점 더 낮아질 전망이다. 이외 교육시스템, 디스플레이시스템, 공공시스템, 차량용 등 면에서 매우 큰 응용 잠재력을 보유한다.

고속자기부상열차의 "동력 심장" 핵심 기술 돌파

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최근, 중국 중처주저우(中车株洲)유한회사(CCRC)가 참여한 중국 "13차 5개년 계획" 중점개발 계획 "고속자기부상 교통시스템 핵심기술 연구" 서브 프로젝트가 이미 긴고정자(지상 1차, long stator) 직선형전동기와 서스펜션 전자석 독자 개발에 성공하여 시속 600km 자기부상열차 시제품에 응용되어 양호한 운행상태를 보였다. 이는 중국의 고속자기부상열차 핵심기술이 세계 선두를 달리고 있음을 의미한다. 고속자기부상열차와 중저속자기부상열차는 전기구동에 대한 요구가 서로 다르다. 중저속자기부상열차는 주로 접촉망을 통해 전력을 공급받는데 이런 전력공급 방식은 고출력 고속자기부상열차의 안정적인 전력 공급을 보장할 수 없다. 또한, 열차가 지면에 부착하여 고속 "비행"하기 때문에 열차 자체의 중량을 최대한 감소시켜야 한다. 연구팀은 긴고정자 직선형전동기를 개발하여 중저속자기부상열차의 차상 1차(short stator) 직선형전동기의 "고정자"를 차체에서 궤도로 옮겨 지상 전력공급 설비가 직접 전력을 공급하게 함으로써 안정적인 전력공급을 확보했다. 고출력 인버터도 열차에서 지상으로 옮겨 열차의 자체 중량을 대폭 감소시켰다. 해당 긴고정자 직선형전동기는 고속 운행하는 열차의 고출력 요구를 충족시킴과 아울러 열차에 부상력과 견인력을 제공한다. 중저속자기부상의 차상 1차 구조와 비교해 긴고정자는 동시 제어 방식을 이용하여 전동기 효율을 20 % 향상시키고, 전동기 전압을 10 % 이상 향상시켰다. CRRC는 긴고정자 직선형전동기, 부상, 가이드 및 브레이크 전자석 기술과 엔지니어링 제조 연구에 초점을 맞추고 3년간 독자 개발을 진행하여 3D 시뮬레이션플랫폼, 유한요소시뮬레이션플랫폼, 온도장 시뮬레이션 플랫폼, 시험 검증, 공정 검증 등 분야에서 단계적 성과를 이루었고 고속자기부상열차 전동기 구동의 핵심 기술을 보유했다.

둥난대학, 신형 인공근육 재료 개발

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최근, 둥난(東南)대학 화학화공학원 양훙(楊洪) 연구팀은 강한 역학적 성능을 보유한 폴리우레탄/폴리아크릴산에스테르 상호침투 네트워크 구조의 액정 엘라스토머(Elastomer) 재료를 개발했다. 이로써 해당 분야에서 40년 동안 지속된 연구의 걸림돌을 해결하여 인공근육 등 분야에 광범위하게 응용될 전망이다. 해당 연구성과는 "Journal of the American Chemical Society, JACS"에 게재됐다. 인공근육은 신형 지능적 형상기억재료로서 재료 내부 구조의 변화에 따라 인장/수축, 굽힘, 조임 또는 팽창된다. 일반적으로 사용하는 인공근육 재료에는 압전 세라믹, 형상기억합금, 전기활성 중합체 등이 포함된다. 액정 엘라스토머는 전형적인 양방향 형상기억 재료로서 큰 형태 변화, 가역적 형태 변화 등 장점을 보유하고 있으며 생체공학적 소자, 소프트 로봇 등 분야에서 좋은 응용 전망이 있다. 하지만 40년 동안의 연구를 경과한 후에도 액정 엘라스토머는 실험실 연구 단계이며 산업화 응용을 달성하지 못했다. 액정 엘라스토머는 40년 전에 개발했으며 20년 전, 액정 엘라스토머를 우수한 인공근육 재료로 사용할 수 있음을 인식했다. 액정 엘라스토머는 가장 양호한 양방향 형상기억 재료로서 형태 변화량이 크기에 100cm에서 20cm로 압축시킬 수 있을 뿐만 아니라 형태 변화 속도도 빨라 압전 세라믹 재료보다 더욱 큰 장점을 갖는다. 하지만 액정 엘라스토머는 형태변화 과정에서 생성되는 응력이 매우 작기에 실제 응용 환경에서의 역학적 성능 요구를 만족시킬 수 없다. 응력의 크기에 영향을 미치는 주요 지수(Index)는 탄성계수의 크기이다. 기존에 국내외에서 연구한 액정 엘라스토머의 형태변화 탄성계수는 2 MPa도 되지 않는다. 액정 엘라스토머를 인공근육에 사용하려면 형태변화 탄성계수가 적어도 10 MPa에 도달해야 한다. 연구팀은 폴리우레탄 액정 엘라스토머와 폴리아크릴산에스테르 액정 열경화성 고체의 소분자 전구체 성분을 혼합함과 아울러 동기적 가교화 기술을 통해 폴리우레탄/폴리아크릴산에스테르 상호침투 네트워크 구조의 액정 엘라스토머(Elastomer) 재료를 개발했다. 해당 재료의 변형률, 응력, 탄성계수는 각각 46 %, 2.53 MPa, 10.4 MPa에 도달하여 최초로 액정 엘라스토머 기반 인공근육의 역학적 성능 요구를 만족함으로써 해당 분야의 기술적 어려움을 해결했다.

중미 공동연구팀, 99.995%의 입사광 흡수 가능한 역대 가장 검은색 재료 개발

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최근, 상하이교통대학 재료과학공학학원 추이커항(崔可航)은 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 항공우주공학과 브라이언 워들(Brian Wardle)과 공동으로 99.995%의 입사광을 흡수할 수 있는 역대 가장 검은색 재료를 개발했다. 탄소나노튜브(CNT) 어레이로 제조한 해당 신소재는 기존의 가장 검은색 재료에 비하여 10배 더 검다. 해당 신소재는 예술 표현력 외에도 렌즈 후드(Lens hood)에 이용되어 불필요한 글레어(Glare)를 감소시켜 우주망원경으로 외계행성을 발견하는데 도움이 되는 등 실용적 가치를 보유하고 있다. 연구팀은 CNT를 알루미늄 등 전기전도재료에서 성장시켜 전기전도재료의 전기학적 및 열학적 성능을 향상시키기 위한 연구를 수행하는 과정에서 해당 신소재를 우연하게 발견했다. CNT를 알루미늄에서 성장시키는 과정에서 알루미늄이 공기 속에 노출될 경우 산화되어 산화물이 알루미늄을 피복하기에 알루미늄의 전기전도 및 가열 성능을 개선시킬 수 없다. 연구팀은 알루미늄 산화층을 제거할 수 있는 방법을 찾기 시작하였다. 결과, 염(염화나트륨)으로 상기 문제점을 해결할 수 있음을 발견했다. 그 당시 브라이언 워들 연구팀은 CNT를 염 및 기타 제품(탄산수소나트륨, 세척제 등)에서 성장시키려고 시도했다. 염으로 테스트하는 과정에서 추이커항은 염소이온이 알루미늄 표면에 침입함과 아울러 알루미늄 산화층을 용해시키는 현상에 관심을 가졌다. 추이커항은 알루미늄박을 염수(Saline water)에 침지시킬 경우 알루미늄 산화층을 제거할 수 있음을 발견했다. 추이커항은 먼저 알루미늄박을 무산소 환경에 전이시켜 알루미늄박의 재산화(Reoxidation)를 방지했으며 최후로 에칭(Etching)된 알루미늄을 반응기에 넣음과 아울러 화학기상성장법(CVD)을 통해 CNT를 성장시켰다. 연구 결과, 산화층을 제거한 후 더욱 낮은 온도(산화층을 제거하지 않을 경우 약 100℃ 조건이 요구됨) 조건에서 CNT를 알루미늄에 성장시킬 수 있으며 또한 CNT와 알루미늄의 "결합"으로 재료의 열학적 및 전기학적 성능을 뚜렷하게 향상시킬 수 있음을 발견했다. 해당 신소재의 광학 반사율을 측정한 결과, 해당 재료의 다양한 부위는 입사광을 99.995% 이상 흡수할 수 있다. 해당 신소재의 뛰어난 입사광 흡수 기능에 대하여 완전히 해석할 수 없지만 해당 기능은 조금 검은색을 띠는 에칭된 알루미늄과 CNT의 상호결합과 관련될 것으로 추정된다. CNT는 대부분 입사광을 흡수함과 아울러 열로 전환시키기에 반사되는 광선이 아주 적다. 따라서 CNT는 특별한 검은색을 띤다. 연구팀은 심층적인 연구를 수행하여 해당 신소재의 뛰어난 입사광 흡수 기능을 규명할 예정이다.

창장을 가로지르는 최대너비 대교 주공사 완공

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2019년 9월 9일, 중철대교국(MBEC)이 담당한 우한칭산(青山)창장대교 주공사가 완공되었다. 시공팀은 대교 구축 과정에 일련의 시공 기술적 어려움을 해결함과 아울러 다수 세계 신기록을 세웠다. 전체 길이가 7,548m인 칭산창장대교의 주교량(Main Bridge)은 우한시 최대 부두[우강와이마오(武鋼外貿)부두]와 우한시 최대 정박지[왕자우(王家屋)정박지] 사이에 위치해 있다. 대교는 양방향 8차선(이외 2개 예비차선 확보) 고속도로이며 설계시속은 100km이다. 대교의 주경간은 938m로 현재 세계 최대 경간의 완전 부양지지 시스템(fully floating system) 사장교이다. 교량면의 너비는 48m로 현재 창장을 가로지르는 가장 넓은 교량이다. 주탑 높이는 279.5m로 현재 세계 최대 높이의 "A"자형 탑이다. 대교의 하중이 무겁고 교통량이 많으며 항로 폭이 넓은 등 요구를 충족시키기 위해 완전 부양지지 구조 즉, 주교량 철골보에 하부 가로보 지지가 없고 사장케이블에 의존하며 인장력이 완전 플로팅 상태의 구조로 설계했다. 이러한 설계는 대교로 하여금 지진 등 환경에서 그네 뛰듯이 흔들리게 함으로써 운영상태 및 온도차, 강풍, 지진 등 외력의 작용 하에서 변위성 변형에 훌륭하게 적응할 수 있고 구조적 공진을 회피함으로써 내진, 에너지 소산의 역할을 발휘한다. 시공팀은 최초로 대구경 가변단면 회전굴착 딥워터 기초파기 시공 공법을 개발해 딥워터 기초의 천공효율을 대폭 향상시켰다. 또한 최초로 "쇄구강관말뚝+지오텍백(Geotech-bag)" 물다짐 공법(hydraulic filling method)을 개발해 8,400㎡의 아일랜드를 구축했으며 주기둥 기초의 수중시공을 육상시공으로 바꿈으로써 시공효율을 향상시킴과 아울러 기초파기 시공의 안전위험을 낮추었다. 뿐만 아니라 세계 최대 아령형 이중벽 철제 코퍼댐(Cofferdam) 진수, 부유운반, 정밀 위치결정, 하강착상 등 일련의 시공 기술적 어려움을 극복했으며 2개월 동안에 코퍼댐 제조·진수를 완료한 시공기록을 세움으로써 동일 유형 시공에 소중한 경험을 쌓았다. 이외, 철골보 설치작업에서 교량 캔틸레버가 크고 빔 폭이 넓어 자연 온도·비바람의 영향에 민감한 등 불리한 요인이 가져다주는 어려움을 극복해 설계요구의 모든 최고치를 달성함과 아울러 대교의 제로 오차 연결을 완성했다. 칭산창장대교는 우한시의 11번째 창장대교이자 제4외곽순환도로가 창장을 가로지르는 통제성 프로젝트이다. 현재 대교는 후속 아스팔트 포장 및 조명시공 단계에 들어섰다.