나노소재의 성능과 응용

확산 및 소결성능 나노구조소재의 확산률은 일반 상태에서 격자확산률의 1014~1020배, 정계확산률의 102104배이기 때문에 나노구조재는 낮은 온도에서 효과적으로 섞일 수 있어 낮은 온도에서 비혼용금속을 새로운 합금상으로 만들 수 있다.확산 능력이 향상된 또 다른 결과는 나노 구조 재료의 소결온도를 크게 낮출 수 있기 때문에 낮은 온도에서 소결하면 치밀화된다.

역학성능 나노 소재는 일반 재료에 비해 역학 성능에 현저한 변화가 있어 일부 재료의 강도와 경도가 배로 향상되고 나노 소재는 초소성 상태, 즉 절단 전에 매우 큰 신장량을 발생시키는 것으로 나타났다.

나노메탈: 나노철재와 같이 6나노 철정체를 눌러 만든 것으로 일반 철강도에 비해 12배, 경도를 2~3개씩 높여 나노철재를 이용해 고강도 고강성 특수강을 만들 수 있다.고융점 난성 금속의 경우 나노 분말로 가공하면 낮은 온도에서 이를 녹여 고온에 견디는 소자를 만들어 차세대 고속 엔진에서 초고온을 견디는 재료를 만드는 데 사용된다.

"나노볼" 윤활제 : "원자 자체 조립 나노볼 고체 윤활제"라고 하며 이십면체 원자 뭉치 구조를 가진 알루미늄 기합금 성분과 독특한 나노제비 공정을 적용하여 가공한 나노급 윤활제다.고속기류분쇄기술로 첨가제의 입자 알갱이를 정밀하게 제어하여 마찰 표면에 새로운 표면을 형성하고 기관차 엔진에 복구작용을 한다.윤활유와 김기첨가제의 공백을 메워주는 성분 설계 및 준비 공법이 혁신적이다.기관차 엔진에 나노볼을 넣으면 연비 절감, 마모 표면 복구, 동력 증강, 소음 저감, 오염물질 배출 감소, 환경 보호 등의 역할을 할 수 있다.

나노세라믹스:우선 나노파우더를 이용해 세라믹의 소결온도를 낮추고 생산공정을 간소화하는 한편 나노도자기는 초소성까지 갖출 수 있어 일반 세라믹의 근성 부족을 해소하고 세라믹 응용 분야를 크게 넓혔다.

나노 탄소관 나노탄소는 직경이 1.4nm로 컴퓨터 마이크로프로세서(마이크로프로세서) 칩 상의 가장 가는 회로 폭의 1%에 불과하며, 질량은 같은 체적강의 6분의 1로, 강도의 100배이며, 나노탄소는 미래 고에너지 섬유의 1차 재료가 되어 초미세 도체와 스위치, 나노급 전자회로를 만드는 데 널리 쓰인다.

양자소자 양자소자를 만들려면 먼저 양자소자를 개발해야 한다.양자 상자는 지름 약 10나노미터의 미세한 구조로 전자를 이 상자에 가둬두면 양자 효과로 전자가 심상찮게 표현되는 현상을 이용해 양자 소자를 만들 수 있으며, 양자 소자는 주로 전자파동 상위를 제어해 작업함으로써 더 높은 응답 속도와 낮은 전력 소모를 실현할 수 있다.또 양자소자는 소자의 크기를 크게 줄여 전기회로를 간소화하기 때문에 양자소자의 발흥은 전자적 기술혁명으로 이어질 수 있다.퀀텀 소자를 이용해 21세기 16GB(기가바이트) D램을 만들면 10억 개의 한자 정보가 저장될 것으로 기대된다.

중국은 이미 나노기술로 만든 유화제를 개발해 일정 비율로 휘발유를 넣은 뒤 산타나 같은 승용차가 연비를 10%가량 낮출 수 있도록 했고, 나노 소재는 실온 조건에서 수소 저장 능력이 뛰어나 실온 상압으로 수소의 약 3분의 2를 이들 나노 소재에서 방출할 수 있어 값비싼 초저온 액화수소 저장장치를 쓰지 않아도 된다.