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형상기억합금이 무엇인가요?
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승인 2013.10.01  11:23:50
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일반적인 상식으로 보면 금속의 성질은 강하고 딱딱한 물건으로 쉽게 휘어지지 않는다. 하지만 이러한 상식을 뛰어 넘는 것이 형상기억합금이다. 형상기억합금이란 가공된 어떤 물체가 망가지거나 변형되어도 끓는 물 등으로 열을 가하면 원래의 형상으로 되돌아가는 합금을 말한다.

▲ 최근 비비안은 형상기억합금 소재의 볼륨키퍼 와이어를 사용한 ‘볼륨키퍼’ 브라를 출시해 주목을 받고 있다.
1938년 하버드대학교의 그레닝거 교수와 MIT공대의 무래디언 교수는 금속에 열을 가하면 원래의 형상으로 되돌아가는 형상기억효과를 발견했다. 이후 이런 금속이 여러 종류임도 밝혀졌다. 1963년에 미 해군 병기연구소에서 티타늄과 니켈합금의 배합비를 조절하면 형상기억효과가 있음을 발견하고 이를 ‘니티놀(Nitinol)이란 이름을 붙였다.

형상기억합금이 기억하는 방식은 크게 3가지인데 첫 번째는 1방향 기억이다. 적당한 모양으로 기억시킨 합금을 저온에서 변형시킨 후 일정한 온도 이상으로 가열하면 원래의 형상으로 회복되는데, 이것을 다시 저온으로 해도 온도 올리기 전의 변형된 모양으로 돌아가지 않는다. 두 번째는 2방향 기억으로 이것은 1방향 기억과 달리 고온에서의 형상과 온도를 올리기 전 실온에서의 형상을 동시에 기억하는 것을 말한다. 세 번째는 초탄성 거동이다. 일반금속은 힘을 주어 늘리면 힘이 제거되어도 늘어난 그대로의 길이가 된다. 그러나 형상기억합금은 초탄성처리를 하면 금속고무가 된다. 즉 힘을 주어 늘어나게 한 다음 힘을 제거하면 고무처럼 곧바로 원래의 크기로 돌아간다.

▲ 영화 「터미네이터 2」의 한 장면.
영화 「터미네이터 2」에서 등장한 변형터미네이터 액체금속 살인기계 T-1000은 총탄으로 몸에 구멍이 뚫리면 금방 액체 금속의 피부가 뚫린 구멍으로 흘러 들어가는가 하면 폭탄을 맞아 산산조각 부서져도 몽땅 녹아내린 뒤 다시 본래의 모습으로 되돌아가는 장면을 보고 많은 영화팬들이 큰 충격에 빠졌는데 이는 결코 상상만이 아니다.

현재 이러한 형상기억합금은 여러분야에서 실제 사용되고 있다. 혈관, 위장관, 담도 등 혈액이나 체액의 흐름이 순조로워야 하는데 부위에 악성 종양 등이 생겨 흐름에 장애가 발생했을 때 외과적 수술을 통하지 않고 좁아지거나 막힌 부위에 형상기억합금을 삽입하여 사용한다.
이외에도 의류에도 적용되는데 온도가 높아지면 자동으로 소매가 올라가는 것은 물론 별도의 다림질이 필요 없는 셔츠도 개발되었다고 한다.

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