연구원들은 -269°C ~ +127°C의 전례 없는 온도 범위에서 초탄성을 유지하는 획기적인 티타늄-알루미늄 합금을 개발했습니다. 이러한 혁신은 극한 상황에서의 우주 탐사, 극도의 유연성이 요구되는 의료 기술 등의 산업에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 좁은 온도 범위 내에서 작동하는 기존 형상기억합금과 달리 이 신소재는 열악한 환경에서도 강도와 무게를 유지합니다.

새로 개발된 초탄성 합금 블록. 이미지 출처: ShengXu일본 토호쿠 대학의 과학자들이 가볍고 강한 티타늄-알루미늄(Ti-Al) 초탄성 합금을 개발했습니다. 이 소재의 놀라운 점은 -269°C(액체 헬륨의 온도)에서 +127°C(물의 끓는점 이상)까지 극한의 온도 범위에서 초탄성을 유지하는 능력입니다. 이러한 획기적인 발전은 우주 탐사 및 의료 기술과 같은 분야에서 상당한 발전을 가져올 것입니다.Northeastern University 산하 학제간 과학 프론티어 연구소의 조교수인 Sheng Xu는 합금의 독특한 온도 탄력성을 강조했습니다. "이 합금은 가볍고 강함을 유지하면서 극한의 온도 범위에서 초탄성을 유지하는 최초의 합금으로, 이전에는 불가능했던 다양한 실제 응용 분야를 열어줍니다. 이 합금의 특성은 달 표면의 극한 온도 변화를 탐색하기 위해 달 탐사선용 초탄성 타이어를 만드는 것과 같은 미래의 우주 임무에 이상적인 재료가 됩니다."다양한 온도에서 Ti-Al-Cr 초탄성 합금의 응력-변형률 곡선. 또한 지구, 화성, 달의 표면 온도 범위도 표시됩니다. 이미지 출처: ©NaturePortfolio극히 낮은 온도에서 합금의 유연성은 다가오는 수소 에너지 협회 및 기타 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 유망한 재료입니다. 물론, 이 합금은 스텐트와 같은 의료 기기와 같이 유연성이 필요한 일상적인 응용 분야에도 사용될 수 있습니다.현재 대부분의 형상 기억 합금(응력을 받은 후 원래 모양으로 돌아갈 수 있는 재료)은 특정 온도 범위로 제한됩니다. 새로운 티타늄-알루미늄 기반 합금은 이러한 한계를 극복하고 우주 탐사부터 일상 의료 도구에 이르기까지 극도의 강도와 유연성을 갖춘 재료가 필요한 광범위한 분야에서 사용될 수 있습니다.경량 및 작동 온도 범위 측면에서 Ti-Al-Cr 합금과 다른 초탄성 합금의 비교. 이미지 출처: ©NaturePortfolio연구팀은 합리적인 합금 설계와 정밀한 미세구조 제어 등 첨단 기술을 채택했다. 연구자들은 상태도를 사용하여 합금 조성과 그 비율을 선택할 수 있습니다. 또한 이상적인 재료 특성을 달성하기 위해 가공 및 열처리 방법을 최적화했습니다.이 연구의 의미는 즉각적인 실제 적용을 넘어 확장됩니다. Xu는 "이 발견은 초탄성 재료에 대한 새로운 표준을 제시할 뿐만 아니라 재료 디자인에 대한 새로운 원리를 도입하여 의심할 여지 없이 재료 과학의 획기적인 발전을 불러일으킬 것"이라고 덧붙였습니다.이 혁신에 대한 자세한 내용은 2025년 2월 26일 Nature 저널에 게재되었습니다./ScitechDaily에서 편집됨