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강철처럼 단단한 유리를 과학자들이 개발했다고 미국 과학매체 기즈모도 등이 최근 보도했다.
실제로 이런 강도 높은 유리가 만들어지게 되면 건물이나 자동차 유리 등 모든 분야에 쓰이게 될 것이다. 그뿐만 아니라, 스마트폰이나 태블릿PC 등 모든 전자기기의 화면으로 가장 적합할 것이다.
일본 도교대 생산기술 연구소 연구진이 엄청나게 큰 탄성률을 지닌 유리를 합성해내는 데 성공했다고 밝혔다.
탄성률 값이 클수록 유리는 얇고 튼튼한데 이런 탄성률을 높이려면 원자 사이의 틈새를 가능한 한 적게 해 충전 밀도가 높은 구조를 취하는 것이 필수적인 조건으로 여겨져 왔다.
이번 연구를 아츠노부 마수노 조교수는 아사히신문과의 인터뷰에서 “5년 이내에 이 기술이 제품화로 이어질 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다. 즉 5년 안에 액정 유리가 깨지지 않는 스마트폰 등이 나올 수도 있다는 것.
사실 이번에 개발된 고탄성 강화 유리의 비밀은 ‘알루미나’라는 소재에 있다. 이는 알루미늄 산화물로 ‘산화 탄탈륨’을 혼합하는 방식으로 유리 강도를 높인 것이다.
하지만 이는 좀처럼 계획대로 되지 않았다. 많은 알루미나를 포함한 유리를 합성하려고해도 용기에 닿아 즉시 결정화해버렸다.
따라서 연구진은 유리 형성 방법을 바꿔 용기를 사용하지 않는 ‘무용기법’을 이용했다. 이는 가스를 사용해 공중에 뜬 상태에서 합성시키는 방법이다.
그 결과, 무색투명의 알루미나와 산화 탄탈륨만으로 만들어진 유리 합성에 성공했다. 또한 탄성률의 하나인 영률 수치는 전형적인 유리보다 철강에 가까운 것으로 확인됐다.
한편 이번 연구성과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최신호(10월 15일자)에 실렸다.
사진=사이언티픽 리포츠
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
