| 패각 모방 신형 친환경 박막재료 개발 | ||
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  중국과학기술대학교 Yu Shu-hong(兪書宏) 연구팀은 천연 패각에서 영감을 받아 강도, 인성, 투광성 등 면에서 기존 플라스틱 재료의 역학적 및 광학적 성능을 훨씬 초월한 신형 박막 재료를 개발했다. 해당 재료는 토양에 매립하여 약 2개월이 지나면 오염이 없이 분해될 수 있어 유연성 전자소자 등 분야의 이상적인 소재로 사용될 전망이다. 해당 성과는 "Substance"에 게재되었다. 패각은 성능이 우수한 천연 재료로 "벽돌-진흙" 구조로 층층이 "쌓여서" 형성된다. 연구팀은 나노점토 시트와 세균섬유소 두 가지 천연 성분을 이용하여 성공적으로 "벽돌-섬유" 구조의 유사 패각 층상 구조를 구축했으며 에어로졸을 이용한 생물합성 방법으로 고성능 복합박막 재료를 개발했다. 가늘고 긴 밧줄처럼 생긴 세균섬유소는 세균이 포도당을 섭취한 후 분비되는 물질이다. 이를 시트 형태의 점토와 결합할 경우, "밧줄로 한 층 한 층의 벽돌을 묶는 것"과 같아서 강력한 성능을 가진 새로운 재료를 형성한다. 실험 결과, 해당 신형 박막재료의 강도는 482MPa로 상용 플라스틱 박막의 6배 이상에 달한다. 아울러 양호한 유연성을 보유하고 다양한 형태로 접을 수 있으며 펼친 후에 뚜렷한 손상이 없다. 또한, 우수한 투광성을 보유하여 가시광선 범위 내에서 73% 이상의 높은 투명도와 80% 이상의 높은 광학 헤이즈를 달성한다. 해당 신소재는 젖빛 유리 효과처럼 투과는 하지만 눈을 자극하지 않는다. 이러한 "균광성"은 핸드폰 스크린 등 소자 제조에 아주 중요하다. 기존의 플라스틱 박막은 고온에서 쉽게 연화 및 변형된다. 반면에, 신소재는 우수한 열 안정성을 보유하기에 온도가 100˚C 변화할 때마다 크기 변화는 만분의 3에 불과하며 250˚C 환경에서도 여전이 안정적인 구조와 성능을 유지한다. 해당 재료의 독특한 원자재 성분 때문에 전체 생명주기에서 친환경적이고 무공해이며 세균섬유소는 토양에서 약 2개월이면 자연적으로 분해된다. 해당 신소재는 고성능, 저비용, 간단한 공법 등의 장점으로 유연성 전자소자, 신형 디스플레이, 광전 전환 등 분야에서 경쟁력을 보유한다. 연구진은 현재 해당 신소재의 응용과 산업화를 적극 추진 중이다. 정보출처 : http://www.cas.cn/cm/202010/t20201009_4762306.shtml |
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