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곤충과 게 껍질에서 영감을 받은 실온 금속 가공

금속 가공에는 보통 매우 높은 열과 압력이 필요하지만, 싱가포르의 과학자들은 이제 실온에서 매우 순수한 금속 구조를 만드는 방법을 보여주었습니다. 게와 곤충의 외골격에서 영감을 얻었습니다.

용광로와 모루를 사용하던 대장장이 시절부터 오늘날의 거대한 에너지를 소모하는 산업 시설에 이르기까지, 우리의 의지대로 금속을 구부리려면 많은 열, 에너지, 노력이 필요합니다. 하지만 많은 것들과 마찬가지로 자연은 오래전에 방법을 찾았을지도 모릅니다.

금속 화합물은 때때로 게, 랍스터, 곤충, 거미와 같은 절지동물의 단단한 외골격에서 발견됩니다. 이 껍질은 대부분  키틴이라는 단단한 단백질 로 형성되며 , 이는 무두질과 탈수를 통해 굳어집니다. 키틴과 키토산과 같은 다른 관련 분자는 환경으로부터 금속 입자를 끌어들여 동물의 껍질을 강화할 수 있습니다.

이제 싱가포르 기술 디자인 대학(SUTD)의 과학자들은 이 능력을 사용하여 실온과 압력에서 금속 구조를 만들었습니다. 연구원들은 금속의 콜로이드 혼합물을 만든 다음 물에 녹인 소량의 키토산에 부었습니다.

혼합물에서 물이 증발하면서 키토산 분자는 금속 입자를 서로 끌어당기기 시작합니다. 이는 갑옷을 입은 동물에서 키토산이 작용하는 방식과 비슷합니다.

최종 결과는 99.5% 순도의 원하는 모양의 연속적인 고체 금속 조각입니다. 이러한 구조는 좋은 전기 전도성을 포함한 금속의 특성을 가질 뿐만 아니라, 더욱 흥미로운 점은 소량의 키토산만 첨가하더라도 다른 생체 재료와 여전히 호환된다는 것입니다. 즉, 목재 및 셀룰로스와 같은 재료에 통합될 수 있다는 것을 의미합니다.

이 방법을 통해 만든 금속은 특별히 강하지는 않지만, 팀은 여전히 ​​전자제품용 금속 부품을 만드는 데 유용한 방법이 될 수 있다고 말합니다. 다음 단계는 생분해성 전자 부품을 만드는 공정을 더욱 개발하는 것입니다.

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