진주층을 모방한
생체모방(Biomimetic, Biomimicry )
3조
공 중 보 건 학 과 4 6 4 6 0 6 7 이 용 선 생 물 학 과 4 7 8 9 4 4 7 권 순 영 공 중 보 건 학 과 4 8 5 3 3 1 7 염 남 경
목 차
1. 진주층이란 ? -진주층 구조 -진주층 모식도 2. 세라믹이란 ?
- 세라믹 장/단점
3. 현재 세라믹 이용사례
4. 진주층 구조의 세라믹 물질발견 - 진주층 구조의 세라믹 연구
5. 진주층 구조 세라믹의 앞으로의 활용
6. 참고문헌
1.진주층이란 ?
진주란,
조개껍질과 조갯살(맨틀)속에
들어온 이물질에 대한 조개의 반응이다.
진주층이란,
연체동물인 부족류 ·복족류의 패각의
3층구조 중에서 가장 내부의 외투막에
접하는 부분을 일컫는다.
현미경으로 본 진주층 구조
진주층의 모식도
2.세라믹(ceramics )?
고온에서 구워 만든 비금속 무기질 고체 재료.
유리, 도자기, 시멘트, 내화물 따위를 통틀어 이른다.
장점 : 내열성, 경질성, 내마모성, 내식성, 전자기적 기능성이 뛰어나다.
단점 : 깨어지기 쉽운 취성(脆性)과 이로인하여 가공성이 나쁜점 및 공정 제어가 어렵다.
*취성(脆性) : 외부에서 힘을 받았을 때 물체가
소성 변형을 거의 보이지 아니하고 파괴되는 현상.
3.현재 세라믹의 이용사례
우주왕복선의 외부표면은 무려 3만3000개의
세라믹 타일로 덮여 있다.
3.현재 세라믹의 이용사례
포르쉐‘뉴911 카레라’의 세라믹 브레이크
3.현재 세라믹의 이용사례
대전 대덕연구단지 핵융합연구센터의 초전도핵융합연구장치인KSTAR.
4.진주층 구조의 세라믹 물질 발견
☞ 조개(Shell)의 진주층(Nacre)을 모방하는
생체모방(Biomimetic, Biomimicry), 필름(Film)이 아니라 금속의 합금(metal alloys)과 같은 진주층의 세라믹 물질을 브릭-앤-모타르(brick-and-mortar) 방식으로 발견.
☞ 산화 알루미늄과 폴리메틸메타크릴레이트를 물에 현탁시켜 이를 냉각시킴으로써
기존보다 300배 강한 세라믹을 제조.
4.진주층 구조의 세라믹 물질 발견
☞진주층 구조의 세라믹 연구
①산화 알루미늄물질을 물 위에 띄운다
②엷은 판의 얼음을 이용해 냉각시켜, 제어하기 쉬운 산화 알류미늄 구조를 만든다.
③열을 가해 물을 증발시켜, 길고 가느다란 구조물들을 생성
④이를 압축하여 마이크로 미세 단위의 벽돌같은 구조 생성
⑤이 과정을 반복한다.
⑥층층의 공간에 폴리머들을 채워 넣는다.
다시 말해 산화 알류미늄 벽돌을 층층히 쌓되 그 사이사이에 폴리머라는 모타르를 바르는 브릭-앤-모타르 방식을
이용한 것이다.
4.진주층 구조의 세라믹 물질 발견
(위의 그림).
진주층의 횡단면은 하나의 바이오폴리머에 의해 분리된 탄산 칼슘 조각들이 잘 배열된 층들을 보여주고 있다
이 진주층의 구조를 모방하여, 알루미늄 산화물 조각들을
바이오폴리머 치토산에 분산시켜(아래 그림), 철보다 강하고 탄력성이 있으며, 아주 가벼운
나노복합체 물질을 발견했다
5. 진주층 구조 세라믹의 앞으로의 활용
①방탄용 조끼(bulletproof vests)
②군대 차량
③비행기 날개
④자동차 부품에 들어가는 섬유글라스(fiberglass)대체
⑤투명한 치과 치료제
⑥투명한 전자 서킷(회로)
⑦구부리고 접을 수 있는 전자제품에 활용
6. 참고문헌
☞http://blog.naver.com/dpc303/70081102331
☞조선일보
http://blog.chosun.com/blog.log.view.screen?blogId=140 6&logId=2509502
☞http://secure.skyventure.co.kr/insight/future/view.asp?pa ge=5&Num=16248
☞http://blog.naver.com/sleeling?Redirect=Log&logNo=120 068786959
☞http://kr.blog.yahoo.com/jk0620/1456842
☞http://blog.naver.com/avalon_jkh?Redirect=Log&logNo=1 00048812872