얇은 금속판을 늘렸을 때 오히려 두께가 두꺼워지는 독특한 변형특성을 세계 최초로 UNIST(총장 조무제) 연구팀이 이론적으로 밝혀냈다.
UNIST 김성엽(42) 교수(기계 및 신소재공학) 연구팀의 이번 연구결과는 과학전문지 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인 판에 6일 게재됐다. (논문명: Negative Poisson’s Ratios in Metal Nanoplates)
일반적으로 고체 물질을 길이방향으로 늘리면 폭이나 두께가 줄어든다. 하지만 UNIST 김성엽 교수 연구팀은 10억분의 1미터 두께의 금속 나노 박막을 내부의 결정 구조와 일치하는 방향으로 늘여 두께가 늘어남을 이론적으로 규명했다.
금속 나노 박막의 두께가 늘어나는 것은 표면효과(表面效果)와 상변화(相變化) 때문이다. 표면효과는 재료 내부에서 표면을 잡아당기는 힘에 의해 성질이 바뀌는 현상이며, 상변화는 길이를 늘리는 것과 같은 변형을 통해 구조가 바뀌는 현상이다.
김성엽 교수는 “고체 재료를 늘렸을 때 폭이나 두께 방향으로 두꺼워지는 것은 아주 드문 현상”이라며 “이번 연구결과는 나노 금속 박막의 독특한 변형특성을 예측하고 그 원인을 이론적으로 규명한 것” 이라고 연구 의의를 말했다.
이번 연구는 UNIST 연구진으로만 구성된 팀이 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 활용했으며, 미래창조과학부(장관 최문기)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 신진연구자 및 중견연구자 지원사업 그리고 BK21+의 지원으로 수행됐다.
