성균관대 오상호 교수 연구팀, 실시간 전자현미경 실험을 통한 전위 생성 메커니즘 규명
성균관대 오상호 교수 연구팀, 실시간 전자현미경 실험을 통한 전위 생성 메커니즘 규명
  • 이효정 기자
  • 승인 2020.05.13 10:04
  • 댓글 2
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이론으로만 예측돼온 전위 생성 과정 실험 관찰 최초 성공
오상호 교수
오상호 교수

[대학저널 이효정 기자] 나노스케일에서 재료의 변형 및 파괴 거동은 재료공학, 기계공학 분야에서 오랜 기간 연구돼온 주제로서, 최근 환경변화를 감지하는 압력 센서 및 반도체 소자 등 저차원 나노재료의 다양한 응용연구에 힘입어 활발한 연구가 이뤄지고 있다. 특히 재료에 영구적인 변형을 일으키는 전위의 생성과 움직임은 재료의 기계적 물성을 결정짓는 매우 중요한 인자이다.

나노재료에서 전위에 의한 소성변형이 어떻게 시작하는지에 대한 연구는 지난 2~30년간 활발히 진행됐다. 원자 시뮬레이션에 의하면 소성변형은 수 나노미터 크기의 매우 작은 전위루프에 의해 시작된다고 알려졌다. 하지만 최초의 전위가 어떻게 생성돼 움직이는지, 재료의 강도‧강화 메커니즘에 어떻게 영향을 주는지에 관한 실험적 관찰은 거의 전무했다.

성균관대학교(총장 신동렬) 오상호 교수 연구팀은 기초과학연구원 나노구조물리연구단 이수빈 박사 연구팀과 공동으로 재료의 내부를 백만 배 이상까지 확대할 수 있는 투과전자현미경을 활용해 나노미터 수준에서 재료가 변형되는 순간을 포착했다.

연구팀은 실시간 투과전자현미경 실험을 이용해 금 나노선을 나노인덴테이션(Nanoindentation) 방법으로 변형함과 동시에 전위의 생성에 의한 초기 소성변형 과정을 직접 관찰하는 데 성공했다.

연구팀은 초당 25프레임의 고속 카메라를 활용해 수 나노미터의 작은 전위루프들이 수십 분의 1초에 생성되는 것을 관찰했다. 전위루프는 작은 전위선의 생성으로 시작되고, 이후 다른 슬립면으로 이동하는 교차슬립(Cross slip)을 거쳐 형성되는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 접촉면에 따라 전위선의 생성과 교차슬립이 경쟁적으로 작용해 다른 변형 메커니즘으로 발현되는 것을 확인했다. 작은 접촉면에 힘을 받으면 작은 크기의 전위루프가 빠르게 형성되는 반면, 접촉면적이 크면 전위루프 생성에 더 많은 에너지가 필요해 교차슬립이 더욱 활발하게 일어나 나선형 전위가 형성됨을 관찰했다.

본 연구는 재료 변형 거동을 근본적으로 이해하는 데 매우 중요한 역할을 할 것으로 예상되며, 반도체, 센서, 에너지하베스팅 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

본 연구 성과는 과학기술분야 세계적인 학술지인 네이쳐 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)에 지난 12일 게재됐다.


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윤진한 2020-05-13 21:35:52
국사 성균관의 정통승계한 성균관대 졸업해야 생원.진사등의 양반됨.
국사 성균관(성균관대) 나라에서,주권.학벌없는 패전국 奴隸 賤民 일본잔재 경성제대후신 서울대와 그 추종세력이 대중언론에서 항거하던 나라. 국사 성균관 자격 Royal성균관대는한국 최고(最古,最高)대학. 세계사를 반영하여 국제관습법상 교황윤허 서강대도 성대 다음 Royal대로 예우. Royal 성균관대와 서강대는 일류.명문대학.

입시전문지 베리타스 알파 상위 15개대 정리. 성균관대(한국 최고대)와 서강대(성대 다음)는 Royal대학. 주권.자격.학벌없이 한양대,중앙대,경희대,외국어대,건국대,인하대,이화여대,숙명여대,연세대,고려대>왜구 동국대,시립대,서울대는 300년정도 이이제이 필요. 중위권대 지거국및 특목대 KAIST등 제외.

윤진한 2020-05-13 21:31:27
* 한국 최고(最古, 最高)대학 성균관의 어제와 오늘. 그리고 성균관대.

http://blog.daum.net/macmaca/2325




* 성균관대,개교 6백주년 맞아 개최한 학술회의. 볼로냐대(이탈리아), 파리 1대(프랑스), 옥스포드대(영국), 하이델베르크대(독일),야기엘로니안대(폴란드) 총장등 참석.

http://blog.daum.net/macmaca/1467