![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0001.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0002.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0003.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0004.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0005.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-6](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0006.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0007.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0008.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-9](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0009.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-10](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0010.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-11](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0011.gif)
![[섬유재료] 전단농화 유체(STF)를 이용한 직물의 방침특성-12](http://images.happyhaksul.com/thumb/459/458493-0012.gif)
분야
hwp2. 이론
2.1 전단농화 유체(STF)
2.2 전단농화 유체(STF)의 응용
3. 실험
3.1 녹말 실험
3.2 PEG/Silica 실험
4. 결과 및 고찰
5. 결론
참고문헌
일반적으로 섬유재료는 그 우수한 물성으로 인해 군사용으로도 광범위하게 사용되고 있는데 특히 우수한 내충격성을 이용하여 방탄재료로 사용되고 있다. 또한 전투헬멧이나 방탄복, 방검복과 같은 개인 방호재에서 경량 전투차량 및 장갑차, 헬기와 같은 방탄구조재에도 널리 적용되고 있다.
개인용 방호복은 기능별로 총알이나 포탄의 파편을 방호하는 방탄복과 칼이나 창을 방호하는 방검복으로 크게 분류할 수 있다. 현재 개인방호복에 많이 사용되는 섬유소재로는 폴리아미드 계열의 Kevlar®, Twaron®, Goldflex®, Stabond® 등과 폴리에틸렌 계열의 Dyneema®, Spectra®, Famostone®, Aristone® 등이 있으며 이들은 고강력(3GPa 이상), 고탄성(172GPa까지), 고내열(amide계열), 저비중(ethylene계열)의 특성을 지닌다. 폴리아미드 계열은 유연성이 우수하여 착용감이 좋은 장점이 있으며 폴리에틸렌 계열은 상대적으로 더 가볍고 방탄성능도 우수하나 20% 이상 가격이 비싸고 유연성이 떨어져 착용감이 떨어지는 단점이 있다. 향후에는 이들의 장점을 취합하여 방호복으로 이용될 전망이다.
이들 섬유소재를 이용한 방호복, 특히 방탄복의 원리는 높은 강도를 지닌 섬유를 촘촘하게 압축하고 그물 형태로 엇갈려 제직함으로써 재료의 인장강도를 향상시켜 총탄의 운동에너지를 흡수하는 것이다. 방호능력을 높이기 위해서는 많은 수의 방호소재 적층이 필수적인데 케블라의 경우 20~30 겹의 적층이 필수적이다. 이러한 섬유소재와 형태는 방호복의 중량을 증대시킬 뿐만 아니라 착용자의 활동성과 쾌적성에 영향을 주어 순조로운 임무수행을 저해하게 된다. 따라서 병사의 생존성과 기동성 향상을 위해서 가볍고 얇으며 유연성과 방탄성능이 우수하고 경제적인 개인 방호재료가 필수적으로 요구되며 이러한 지능형의 신개념 소재에 관한 연구가 진행되고 있다.
이러한 신개념의 방호재료로서 기존의 hard body armor가 아닌 soft body armor의 일종으로 이른바 개인 액체방호재료(LBA, Liquid body armor)에 대한 관심이 높아지고 있으며 미 국방성을 중심으로 기초적인 연구가 진행되고 있다. LBA 중 대표적인 소재로 크게 세 가지로 구분할 수 있는데 전단농화 유체(shear thickening fluid, STF), 자기유변 유체(magnetorheological fluid, MRF), 전기유변 유체(electrorheological fluid, ERF)가 그것이다. 이 물질들은 평상시 외부 자극이 없는 상태에서는 액체상으로 존재하여 충분한 활동성을 보장할 수 있을 만큼 유연성을 갖고 있으나, 전단력, 자기장, 전기장 등 외부에서 자극이 가해지면 강성이 순간적으로 변하여 견고해지는 특성이 있다. 이 현상은 외력이 제거되면 원상태로 완전히 회복되는 가역적인 반응이다. 이러한 신개념의 물질을 기존 방호재료인 섬유직물과의 복합화를 통해 유연성과 경량성을 획득하는 동시에 방탄성능도 향상시키려는 연구가 진행되고 있다.
2. 송흥섭 외 4인, "전단농화유체가 함침된 Kevlar 재료의 방탄특성", 한국복합재료공학지
3. 조영준 외 2인, "순간강화 지능형 개인 방호 시스템", 서울대학교 재료공학부, 2006
4. 강소천, 레올로지 입문, 기전연구사, 1992
5. 류동일 외 2인, 계면과학, 전남대학교 출판부, 1998
6. H.A. Barnes, 유변학, 두양사, 2005
