우리몸에도 세라믹이?

신체를 대신하는 인공조직부터 보석, 고온가스 터빈 부품까지!

재료공학의 발달에 따라 업그레이드 된 세라믹의 특징2

-내용은 한국재료연구원이 발간한 세라믹아 놀자에서 발췌했습니다.

-파인세라믹의 탄생

진흙과 돌이 고온에서 구워지면서 탄생한 세라믹은

여러 원료와 합성하여 새로운 세라믹 소재가 탄생되어,

다양한 분야에서 활용되고 있어요.

2차 세계대전이 끝난 뒤 세라믹에 대한 연구가 본격적으로 이뤄지면서

탄화규소나 질화규소와 같은 합성 세라믹이 원료로 사용됐어요.

이렇게 개발된 소재를 파인 세라믹이라 불러요.

현대산업의 만능 소재가 된 세라믹의 특징은 무엇일까요?

-전자기적 특징

파인세라믹은 정제과정에서 순도와 물리적 일관성이 매우 증가하면서 다양하고 우수한 특성을 갖게 됐어요. 특히 21세기 정보통신 산업에 필수적인 세라믹 소재는 전자기적 특성이 있어요.

전자기적 특성은?

압전성: 압력을 가하면 전기가 발생하거나 전기를 가하면 길이가 변함

초전성: 열을 받으면 전기가 발생함

반도성: 특정조건에서만 전기가 통함

-기계적 특징

세라믹 재료는 최첨단 합금보다 뛰어난 고강도성과 내구성을 갖고 있어요.

이런 기계적 특징을 이용하는 것을 ‘엔지니어링 세라믹’ 또는 ‘구조세라믹’이라고 해요.

첨단 가스터빈 엔진은 냉각장치 없이 1200도 이상의 고온에서도 견딜 수 있는 세라믹을 꼭 사용해야해요.

세라믹 복합 소재는 엄청난 고온에서 연소하는 비행기 제트엔진의 출력을 증강하고 연료를 절감하기 위한 소재로도 개발되고 있어요.

-광학적 특징

유리는 모래 중 규사라는 반짝이는 물질과 탄산나트륨, 탄산칼륨을 높은 온도에서 녹인 다음, 식혀 만든 투명한 물체에요.

빛이 통과하는 투명성, 발광성 그리고 오래 사용할 수 있다는 장점이 있어요.

이런 투명성과 발광성은 흔히 사용하는 생활필수품이나 귀금속으로서의 가치뿐만 아니라 차세대 디스플레이와 LED 등에 쓰이는 스마트 유리, 투명전극, 광학유리처럼 첨단 산업 소재로서도 큰 발전 가능성이 있어요.

-생물학적 특징

치아나 뼈와 같은 생체조직의 복구에 이용하는 세라믹을 ‘바이오세라믹’이라고 해요.

우리몸의 뼈는 70%가 세라믹 성분으로 이뤄졌어요. 세라믹은 일반적으로 물과 잘 어울리는 친수성을 띄고 있어 생체와 잘 어울려요. 또 인이나 칼슘을 함유하여, 주위의 뼈와 자연스럽고 강하게 결합해요.

바이오세라믹은 뛰어난 생체조직 재생능력, 결합력, 인체에 해가 없는 무해성의 특징을 갖고 있어요.

-생물학적 특징

바이오 세라믹은 이미 치과용 임플란트나 신경외과용 두개골과 같이 인공 생체재료 소재로도 사용되고 있고 정형외과용 인공관절도 개발하고 있어요.

이미 치아 결손을 메워주는 소재나 사고로 눈을 잃은 사람의 의안으로 이용되고 있는 세라믹은 나노분야와 융합해 지능형 생체재료로도 응용할 수 있어요.

저출산 고령화 시대에 노년층의 사회활동 나이를 증가시켜, 삶의 질을 크게 높일 효자재료로 주목해주세요!

약방의 감초처럼 다양하게 쓰이는 세라믹, 노래면 노래, 연기면 연기! 다방면에서 활동하는 아이돌을 ‘만능돌’이라고 하는데요. 세라믹도 ‘만능돌’로 통한다는 사실~ 정말 놀랍죠?