카이스트와 UC버클리 공동연구진이 탄화규소 세라믹 신소재가 깨지지 않는 원인을 규명했다고 6일(한국시간) 발표했다. 이 신소재는 앞으로 발전기나 초고속 비행체에 사용될 수 있을 것으로 전망된다.

세라믹은 발전기 터빈, 초고속 비행체 제작 등에 필수적인 차세대 신소재지만 깨지기 쉬운 특성을 가져 화학적으로 안정되고 열을 잘 전달하는 희토류 산화물을 첨가해야만 했다. 이전까지 희토류의 첨가로 세라믹 인성이 강화되는 원리에 대해서는 규명되지 않았다.

UC버클리 리치 교수팀과 공동연구를 수행한 카이스트 김도경 교수팀은 고성능 전자현미경을 이용해 세라믹 내에 나노크기의 균열을 생성시키는데 성공했고 이 균열 주위를 원자 수준의 이미징 기법으로 조사해 원자들의 배열과 화학성분 분포를 알아냈다. 이어서 서로 다른 특성을 가진 소재간의 경계인 나노계면에서 균열의 전파를 예측함으로써 세라믹 소재가 인성을 갖는 근본 원인을 밝혀냈다.

이로써 그동안 고성능 세라믹 신소재 개발에 장애가 돼왔던 비밀이 풀어져 초고온에서 작동 가능한 터빈날개 혹은 초고속 비행체 등에 쓰이는 신소재의 개발 및 적용이 앞당겨졌다.

연구결과는 나노레터스지 온라인판 9월호에 게재됐다.

<박승범 기자> sbpark@koreatimes.com