신소재의_활용

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의료용 고분자 신소재의 종류 및 응용
1) 경조직 대체용 고분자재료 :
- 연골, 뼈 및 치아 등의 대체
2) 정형외과용 고분자재료
- 인공 고관절 및 슬관절 : 상온 경화형 PMMA뼈 시멘트, UHMWPE
- 인공 인대 : 연신 테프론, PP, 폴리에스터 etc.
<인공 무릎 관절(인공 슬관절)>
3) 치과용 고분자재료(의치)
- 이 뿌리가 남아있는 경우 : PMMA 또는 유기질 복합충전재의 중합
- 전체적으로 손상된 경우 : 금속 및 아크릴계통 고분자, 폴리카보네이트,
폴리설폰 etc.
- 공간(구멍)이 생긴 경우 : 무기질 충전재와 PMMA 가교제에 의한 충전
용 컴파운드 수지 중합
4) 혈액정화용 고분자재료
- 인공신장, 인공간장용 : 투석막, 여과막, 혈장분리막, 혈장성분분리 막,
흡착제 etc
- 막의 형태 : 평막, 튜브, 중공사 - 주로 중공사형 모듈형태 사용
5) 초극세 섬유
초 극세사의 굵기는 0.1~ 0.5microm 정도로서 섬유가 가늘어 질수
록 직물이 유연해지고, 부드러운 촉감과 은은한 광택을 지닌다.
또한 표면적이 커지기 때문에 흡수성 및 흡유성이 증가되며, 우수한
세척성, 치밀성, 우수한 열차단성의 기능을 갖는다.
1) 신금속 재료
① 형상 기억 합금
② 비정질 금속 재료
③ 초전도 재료
④ 수소 저장 합금
(2) 비금속 무기 재료
①
②
③
④
⑤
파인 세라믹스
광섬유
결정화 유리
압전 세라믹스
강 유전체
( (3) 신 고분자 재료
① 엔지니어링 플라스틱
② 고 효율성 분자막
③ 태양광 발전 플라스틱 전지
④ 고분자 신소재의 분류
(4) 복합재료
① 복합재료
② 바이오센서
③ 액정물질
액정보호필름의 종류
터치 스크린
광섬유(Optical Fiber)
광 렌즈
초전도 재료 [ super conductive material ]
초전도 재료는 응용면에서 초전도 자석용 재료, 초전도 송전용 재료, 고
주파용 재료로 분류된다.
초전도의 응용이라는 관점에서 초전도 재료를 분류하면 초전도 자석용
고자계 재료, 초전도 송전용 재료, 고주파용 재료(통신용 동축 케이블,
마이크로파 공동) 등이 있다.
(1) 초전도 자석용 재료: 현재 사용되고 있는 것은 니오브(Nb)와 티탄(Ti)
의 합금과 Nb3, V3Ga의 화합물이다. 높은 임계자계 뿐만 아니라 임계 전
류밀도가 큰 것이 요구된다. 10테스라 이하의 자계에 대해서는 니오브티탄합금, 15테스라까지는 Nb3Sn, 그리고 고자계에는 V3Ga가 사용된다.
현재까지의 최고 발생자계는 18테스라이다.
(2) 초전도 송전용 재료: 임계온도가 높을 뿐만 아니라 낮은 자계(전류
가 만드는 자계)에서의 큰 임계전류가 요구된다. 초전도 특성으로는 완
전 반자성 영역을 이용하는 방식에서는 임계자계가 높은 재료가 좋기
때문에 납(Pb)이나 니오브가 사용되고 있다. 또 고자계 초전도체의 니
오브-티탄 합금, Nb3Sn 등도 저자계에서 큰 임계전류를 갖기 때문에 사
용된다
(3) 고주파용 재료: 임계온도 Tc보다 충분히 낮은 온도에서 사용되는 경우
에는 전자파의 에너지가 초전도체의 에너지 갭보다 작으면 전기저항은 발
생하지 않는다. 그러나 온도가 상승하면 열로 인하여 발생한 상전도의 전
자가 전자파를 흡수한다. 전자파의 진폭은 임계자계서 제한되기 때문에 임
계자계가 클 뿐 아니라 에너지 갭이 큰 납, 니오브 등이 사용된다.
[응용과 전망]
초전도 재료의 수는 매우 많아서 이미 수 1000 종류 정도가 발표되었지만
실용화의 관점에서 고찰할 때 다음 조건을 충족해야 하기 때문에 그 수가
제한된다.
① 전이온도가 높다.
② 임계전류ㆍ임계자계가 크다.
③ 만들기가 쉽다.
④ 구하기가 쉽다.
초전도체 의 응용(자기부상열차)
자기부상의 원리
차량에 탑재한 초전도 자석의 강력한 자기작용으로 지상에서 완전히 떠오른
상태에서 시속 500㎞의 고속 주행을 한다.
[해설]
현재의 철도 차량에서는 차륜과 레일 사이의 기계적인 접촉이 차량의 지지
ㆍ안내ㆍ추진 기능을 수행하고 있지만 차량의 시속이 300㎞를 넘으면 바퀴
가 공회전하여 주행 불능이 된다. 자기작용 차량을 지지ㆍ안내ㆍ추진하면 보
다 고속의 철도 차량을 실현할 수 있다.