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SAM의 매직 형상 기억 니티놀 와이어 실험
니티놀은 니켈-티타늄 합금의 별칭입니다. 니티놀의 구성 성분과 발견 장소인 니켈 티타늄과 해군 병기 연구소의 이름을 각각 따서 명명되었습니다. 용어에서 알 수 있듯이 니티놀은 니켈(Ni로 표시)과 티타늄 (Ti로 표시)이라는 두 가지 금속으로 구성되어 있으며, 각 성분은 대략 50% 정도이며 최대 100%까지 서로 더해집니다.
니티놀 합금의 재료 특성은 정확한 구성에 따라 다르지만, 두 가지 흥미로운 특징을 공유합니다. 하나는 초탄성 또는 의사 탄성입니다. 다른 하나는 나중에 설명하겠지만 일종의 마법처럼 보이는 형상 기억입니다. 니티놀은"변형 온도"라는 임계 온도 이상이어야 하는 좁은 범위의 온도에서만 외부 힘에 의한 변형에 다소 탄력적입니다. 이것이 소위 초탄성입니다. 형상 기억은 니티놀이 변형 온도 이상이어야 하는 비교적 높은 온도에서 가열하면 낮은 온도에서 변형된 형태에서 원래의 정상적인 형태를 회복할 수 있다는 것을 의미합니다. 형상 기억 효과는 금-카드뮴 합금과 구리-아연 합금에서도 발견됩니다. 니티놀의 이 두 가지 특별한 특성은 물질의 두 개 이상의 고체 상태 사이의 가역적 상 변환인"마르텐사이트 변환"으로 설명할 수 있습니다.
현재 스탠포드 어드밴스드 머티리얼즈(Stanford Advanced Materials, SAM)는 니티놀 와이어를 사용하여 니티놀의 초탄성 및 형상 기억을 보여주는 짧은 동영상을 제작하고 있습니다. 동영상에 대한 이해를 돕기 위해 마지막에 자막이 첨부되어 있습니다. 동영상이 로드되지 않는 경우 VPN 서비스를 이용하세요. SAM에서도 니티놀에 대한 자세한 내용을 확인할 수 있습니다.
니티놀 동영상 자막
- 안녕하세요, 스탠포드 어드밴스드 머티리얼즈의 Alex입니다. 새로운 소재를 소개해 드리려고 왔습니다.
- 니티놀은 니켈과 티타늄의 합금인 니티놀이라고 합니다.
- 니티놀은 매우 흥미로운 두 가지 특성을 가지고 있는데, 하나는 초탄성입니다.
- 이를 보여드리기 위해 코일 형태로 구부려 보겠습니다.
- 어떻게 구부려도 다시 제 모양으로 튀어 오르는 것을 볼 수 있습니다.
- 다른 속성은 형상 기억이라고 합니다.
- 그래서 저는 이 니티놀 와이어를 가져가겠습니다.
- 이렇게 얼음물 한 그릇에 넣을 겁니다.
- 그리고 여기서 구부릴 겁니다.
- 전과는 달리 실제로 구부러진 상태를 유지합니다.
- 이렇게 말려야 합니다.
- 다음으로 따뜻한 물이 담긴 그릇에 넣습니다.
- 그러면 바로 다시 튀어 오를 것입니다.
- 다시 해볼게요.
- 찬물에서 이렇게 구부릴 거예요.
- 와이어가 그 구부러진 부분을 보존해줄 거예요.
- 따뜻한 물에 넣자마자.
- 바로 다시 튀어나오죠.
- 그래서 니티놀 와이어는 여러 용도로 사용됩니다.
- 낚싯줄에 사용됩니다.
- 안경테에도 쓰이고요.
- 그리고 치아 교정기에도 사용됩니다.
Chin Trento
