[뉴스웍스=문병도 기자] 김형섭·이종수 포항공대(POSTECH) 신소재공학과 교수 연구팀이 세계 최고 수준인 20배의 초소성을 가진 고엔트로피 합금 소재를 개발했다.

초소성은 재료가 찢어지거나 끊어지지 않고 원래 크기보다 5배 이상 늘어날 수 있는 특성을 말한다.

초소성 재료는 항공기·우주선·자동차 부품과 같이 복잡한 형태를 갖고 있고 높은 내구성이 필요한 분야에 쓰인다. 초소성은 일부 소재에 한해 높은 온도의 매우 느린 공정을 통해서만 얻을 수 있기 때문에 가공 비용이 높다.

금속이 잘 늘어나기 위해서는 내부 결정의 크기를 줄여야 한다.

연구팀은 고엔트로피 합금을 가공해 결정의 크기를 100나노미터 이하로 줄이는 동시에 높은 온도에서 결정들이 뭉쳐 커지는 현상이 억제되도록 했다.

고엔트로피 합금은 여러 종류의 금속이 동일한 비율로 섞인 합금으로, 하나의 주된 금속에 보조 금속을 섞은 기존의 합금과 달리 여러 금속 재료의 장점을 구현할 수 있다.

연구팀은 이 방식을 통해 세계 최고 수준인 20배의 초소성을 가진 재료를 기존 방식보다 최대 500배 빠르게 생산하는 데 성공했다.

김 교수는 "이번 연구는 고엔트로피 합금뿐 아니라 지금까지 보고된 금속 소재의 초소성 특성 중 최고 수준의 결과"라며 "향후 자동차, 항공기 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 핵심적인 요소가 될 것"이라고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단에서 추진하는 미래소재디스커버리지원사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 지난 1일자로 게재됐다.