NTE

NTE (Negative Thermal Expansion)

- 대부분의 재료들은 열을 가하면 팽창하는 성질을 갖고 있다. 온도가 높아질수록 재료를 이루고 있는 원자들의 진동이 점점 커지게 되는데 그 때 나타나는 Potential energy의 비대칭성의 증가가 Thermal expansion의 큰 원인 중의 하나이다.
 하지만 신기하게도 열을 가하면 수축하는 성질을 갖고 있는 재료가 발견되었는데 이런 성질의 재료를 NTE, 즉 Negative Thermal Expansion 이라고 한다. Zr(W2O4)의 경우 2K ~ 1050K 정도의 넓은 범위에서 이런 현상을 관찰할 수 있는데 원인은 다양하다. 열을 가할때 원자의 축을 이루는 곳의 비대칭성에 의해서 한 쪽의 팽창성 보다 헐거운 쪽의 수축성이 큰 것도 한 원인이라고 한다(확실치는 않다. 나도 들은 얘기라).
 아무튼 열팽창계수가 음을 향하는 이 재료는 공학적으로 굉장히 많은 곳에 사용되고 있다. 이 재료를 보통 재료와 섞을 경우 열팽창계수가 0을 나타내는, ZTE(Zero Thermal Expansion)의 특성을 보이기 때문에 뜨거운 것과 반응을 했을 때 변형이 되지 않아야 하는 곳, 대표적으로 치과 치료에 사용되고 있다.
 디바이스 고안 과제에, 말도 안되는 폭발 방지, 엔진 과열 방지에 써보는 것은 어떨까, 라는 생각을 해봤다. 물론, 지금은 말도 안되는 일이겠지만 어디 50년 전에 휴대폰과 컴퓨터가 지금처럼 발달하리라 예상이라도 했었을까. 하지만, 머리의 한계는 어쩔 수 없다. 좌절...OTL..