휘고 구부려도 원래의 상태 기억하고 되돌아가

지난 23일 독일 프라운호퍼 공작기계 및 성형 기술 연구소의 귄터 나우만 박사 연구팀은 하나의 와이어만 있으면 충분히 주유구 뚜껑을 열 수 있는 메커니즘을 개발했다고 발표해 주목을 받고 있다.

이 메커니즘의 작동원리는 이렇다.

잠긴 주유구 뚜껑에 연결된 와이어를 통해 전류를 보내어 뚜껑을 가열한다.

올라간 온도로 인해 형상기억 합금이 원래의 형상으로 돌아가고자 수축하게 되고 결국 주유구 뚜껑이 열리게 되는 원리다.

현재 우리 생활에서는 형상기억 합금이 많이 쓰이고 있다.

형상기억 합금의 역사와 그 쓰임새는 어떨까?

⊙ 형상기억 합금의 역사

형상기억 합금이 처음 역사에 등장한 것은 1938년 미국 하버드대학의 그래냉거 교수와 MIT의 무래디언 교수에 의해서였다.

그 후 1951년 미국 일리노이 대학의 리드 교수팀이 금-카드뮴 합금과 인듐-티타늄 합금의 형상기억 효과를 발견해냈다.

이후 많은 학자들은 여러 가지 합금이 정도의 차이는 있으나 형상을 기억하는 성질이 있다는 것을 발견했다.

가장 큰 발견은 1960년 미국 메릴랜드주에 있는 미해군 병기 연구소에서 이뤄졌다.

1963년 우연한 기회에 뵐러 박사가 이끄는 연구진에 의해서 니켈(Ni)-티타늄(Ti) 합금이 뛰어난 형상 기억성을 가진다는 것이 발견된 것.

연구팀이 합금을 실험하던 도중 우연하게 니켈과 티타늄을 합친 조각을 담뱃불 근처에 접근시켰을 때 시편이 꿈틀거리기 시작했던 것이다.

연구팀은 처음 이 현상을 발견했을 때 재료를 잘못 다뤄서 나온 것으로 생각했다.

하지만 다음 실험 때 니켈-티타늄 합금을 가열하자 다시 동일한 현상이 나타났다.

그 후 학계 및 산업계의 큰 관심을 끌면서 형상기억 합금에 대한 연구가 활발히 수행되기 시작했다.

고온 및 저온에서의 결정구조 등에 대해 연구가 진행됐고 1969년 해저 케이블용 관에 사용됨으로서 처음 경제적으로 실용화되기 시작했다.

그동안 개발되고 응용된 형상기억 합금은 니켈, 구리, 철, 아연, 알루미늄을 이용한 것들을 포함해 수십가지가 있으나 현재까지는 가장 형상기억 능력이 좋은 합금은 니켈-티타늄 합금으로 알려져 있다.

⊙ 형상기억 합금의 용도

가장 많이 알려진 것이 브래지어에 쓰이는 '메모리 브라와이어'다.

피부에 닿으면 처음의 모양으로 돌아오는 이 새로운 브래지어는 세탁 때마다 휘고 구부러지는 브래지어 와이어로 고민하던 여성들에게는 획기적인 제품이있다.