| 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. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-09/17/content_430885.htm?div=-1 |
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