미 육군연구소, 가볍고 강한 재료를 위한 나노 아키텍처 개발

미 육군의 자금 지원을 받는 연구원들이 장갑, 보호 코팅 및 우주 시스템에 사용할 수 있는 새로운 가볍고 탄력적인 소재를 개발했다.

이 연구는 재료에 부여되는 엔지니어링 아키텍처인 정밀하게 패턴화된 나노 스케일 트러스를 사용하여 형성되는 나노 아키텍처 재료 및 초경량 구조에 중점을 맞춘다. 미국 매사추세츠 공과대학의 군인 나노기술연구소(IS)에서 칼텍, ETH 취리히 연구진과 함께 실시됐다.

연구진은  two-photon 리소그라피를 이용해 미세한 스트럿으로 구성된 격자형 테트라카이드 정사면체라고 불리는 반복 패턴을 만들었다. 이 공정은 고출력 레이저를 사용해 감광성 수지에 미세구조를 굳힌 뒤 탄소 구조로 경화됐다.

연구팀은 이후 ISN이 개발한 레이저 유도 입자 충격 배열을 이용해 초음속으로 마이크로 입자를 발사했다. 그들은 입자의 영향을 받은 개별 나노 구조 스트럿이 구겨지고 압축되었지만, 주변의 스트럿은 그대로 남아 있다는 것을 발견했다.

Nature Materials에 처음 발표된 이 연구는 두 가지 밀도의 나노 건축 재료에 초점을 맞추었으며, 밀도가 더 높은 변종이 복원력을 입증했다.

전체적으로 동일한 질량의 물질이 강철을 포함한 다른 물질보다 더 많은 보호를 제공한다고 연구진은 밝혔다.