분야
hwp1.1 형상기억 고분자
1.2 형상기억 고분자의 특징
1.3 형상기억 고분자의 응용 및 전망
2. 형상기억 고분자의 종류 및 특징
2.1 열(熱) 형상기억 고분자
2.2 광(光) 형상기억 고분자
2.3 전기(電氣) 형상기억 고분자
2.4 기타 형상기억 고분자
2.4.1 2방향성 형상기억 고분자
2.4.2 재기록이 가능한 형상기억 고분자
2.4.3 형상기억 폴리머 ‘다이어리’
3. 활용분야
3.1 산업분야
3.2 의료분야
3.3 생활분야
3.4 포장분야
3.5 기타분야
4. 발전방향
5. 개선방향
형상기억재료는 육안으로 보이는 영구적인 형상을 기억하는 능력이 있으며 특정한 온도와 응력 하에서 조작하면 일시적 또는 휴지상태의 형상으로 고정되고 후에 열, 전기 또는 환경 변화에 의해 원래의 응력이 제거된 상태로 완화(relax)되는 재료로 정의된다. 완화는 이전의 조작 중에 저장된 탄성 변형과 관계가 있다. 형상기억 재료는 상이한 조건에서 두 가지 형상을 기억할 수 있기 때문에 많은 관심을 끌고 있다.
1. 정의
1.1 형상기억 고분자
노보넨(norbornene)을 중합시켜 만든 폴리노보넨(polynorbornene)을 얇은 판모양으로 만든 뒤, 구부리거나 비틀면 모양이 변하고 더 이상의 힘을 가하지 않으면 그 모양을 그대로 유지하게 된다. 그런데 이렇게 모양이 달리진 폴리노보넨을 뜨거운 물 속에 넣으면 금방 원래의 판모양으로 되돌아간다. 이와 같이 형상기억고분자는 모양이 달라졌다 하더라도 그 물질이 만들어진 처음 상태와 같은 조건을 만들어 주면 본래의 모양으로 되돌아가는 고분자이다. 이러한 성질을 가진 고분자를 확인한 사람은 안드레아스 렌드레인(Andreas Lendlein), 앤네트 M. 슈밋(Annette M. Schmidt)과 MIT 화공학과 교수 로버트 란저(Robert Langer)이다.
형상기억능력은 가역상과 고정상의 이중 구조를 가지는 물질에서 나타나는 현상이다. 위의 경우, 폴리노보넨이 판 모양을 하고 있을 때가 가역상인 경우이고 이와 다른 모양을 유지하고 있을 때가 고정상이 된다. 가역상일 때는 늘 판모양을 하게 되지만 고정상일 때는 외부에서 주는 충격에 따라 그 모양이 달라지고 더 이상의 충격을 받지 않는 한 그 모양을 유지한다. 그러나 고정상에 있는 물질을 가열하면 어느 온도에 이르러 가역상으로 전환한다. 이 온도를 유리질 온도(Tg)라고 하며 형상 회복 온도가 된다.
렌드레인 등은 AB-폴리머가 나타내는 형상 기억 현상을 아래 그림과 같은 메커니즘으로 설명하고 있다.
