WEBVTT

00:00:06.791 --> 00:00:08.525
강철과 플라스틱.

00:00:08.525 --> 00:00:13.423
이 두 가지는 우리 기반 시설과 
기술에 필수적 물질입니다.

00:00:13.423 --> 00:00:17.129
그리고 그것들은 상호보완적인 
강점과 약점을 가지고 있죠.

00:00:17.129 --> 00:00:18.900
강철은 강하고 단단하지만

00:00:18.900 --> 00:00:21.249
정교한 모양을 만들기는 어렵습니다.

00:00:21.249 --> 00:00:23.885
반면에 플라스틱은 어떤 
형태로든 만들 수 있지만

00:00:23.885 --> 00:00:26.072
약하고 무르죠.

00:00:26.072 --> 00:00:28.424
그렇다면 만약 이런 
물질이 있으면 어떨까요?

00:00:28.424 --> 00:00:30.616
강철만큼 강하고

00:00:30.616 --> 00:00:33.507
플라스틱처럼 형태를 
만들기 쉬운 물질말이죠.

00:00:33.507 --> 00:00:36.092
많은 과학자들과 기술자들은

00:00:36.092 --> 00:00:41.039
최근 개발된 '메탈릭 글래스'에 
주목하고 있습니다.

00:00:41.039 --> 00:00:44.290
앞서 말한 두 가지 특징과
그 밖의 다른 장점을 갖고 있죠.

00:00:44.290 --> 00:00:47.509
메탈릭 글래스는 보통의 금속들처럼 
반짝거리고 불투명합니다.

00:00:47.509 --> 00:00:51.120
금속과 마찬가지로 열과 전기도 통하죠.

00:00:51.120 --> 00:00:53.500
하지만 보통 금속들보다 훨씬 강합니다.

00:00:53.500 --> 00:00:56.101
엄청난 힘에도 견디며

00:00:56.101 --> 00:00:58.449
휘어지거나 흠집도 생기지 않죠.

00:00:58.449 --> 00:01:00.193
아주 예리한 수술용 칼을 만들고

00:01:00.193 --> 00:01:02.253
아주 튼튼한 전자제품 케이스

00:01:02.253 --> 00:01:03.089
문의 경첩

00:01:03.089 --> 00:01:04.132
나사

00:01:04.132 --> 00:01:05.632
여러가지를 만들 수 있습니다.

00:01:05.632 --> 00:01:08.019
메탈릭 글래스는 이 밖에도 
엄청난 능력을 가지고 있습니다.

00:01:08.019 --> 00:01:10.755
탄성에너지를 저장하고
방출하는 특징 덕분에

00:01:10.755 --> 00:01:13.133
스포츠 용품으로도 안성맞춤입니다.

00:01:13.133 --> 00:01:14.258
테니스 라켓

00:01:14.258 --> 00:01:15.320
골프채

00:01:15.320 --> 00:01:16.700
스키 같은 것들이죠.

00:01:16.700 --> 00:01:18.219
부식도 일어나지 않고

00:01:18.219 --> 00:01:22.375
거울같이 매끈한 면의 복잡한 형태를

00:01:22.375 --> 00:01:24.499
단 한 번의 주조 과정으로 
만들 수 있습니다.

00:01:24.499 --> 00:01:26.812
메탈릭 글래스는 상온에선 단단하지만

00:01:26.812 --> 00:01:29.202
몇백 도를 넘어가는 온도에서는

00:01:29.202 --> 00:01:31.062
아주 부드러워집니다

00:01:31.062 --> 00:01:34.474
원하는 어떤 형태로든 만들 수 있죠.

00:01:34.474 --> 00:01:35.832
다시 열을 식히면

00:01:35.832 --> 00:01:38.278
원래 강도를 되찾습니다.

00:01:38.278 --> 00:01:41.206
이런 놀라운 특성들은
어디서 온 걸까요?

00:01:41.206 --> 00:01:45.519
근본적으로 이런 특성들은 
특별한 원자 구조에 의한 겁니다.

00:01:45.519 --> 00:01:48.154
대부분의 금속들은 고체처럼 
정렬된 원자 구조를 지닙니다.

00:01:48.154 --> 00:01:52.264
현미경으로 원자를 확대해 보면

00:01:52.278 --> 00:01:56.304
물질 전체에 걸쳐서 원자가
규칙적이고 반복적인 패턴으로

00:01:56.304 --> 00:01:58.587
깔끔하게 정렬되어 있죠.

00:01:58.587 --> 00:01:59.871
얼음도 결정화 되어있고

00:01:59.871 --> 00:02:01.124
다이아몬드와

00:02:01.124 --> 00:02:02.219
소금도 그렇습니다.

00:02:02.219 --> 00:02:04.603
이런 물질들을 가열해서 녹이면

00:02:04.603 --> 00:02:07.985
원자는 자기 멋대로 움직일 겁니다.

00:02:07.985 --> 00:02:09.590
하지만 다시 열을 식히면

00:02:09.590 --> 00:02:11.427
원자들은 스스로 다시 정돈되어

00:02:11.427 --> 00:02:13.841
다시 결정체를 이룹니다.

00:02:13.841 --> 00:02:17.219
그런데 먄약에 녹아있는
금속을 너무 빨리 식히면

00:02:17.219 --> 00:02:20.055
원자들은 자기 원래 
자리를 찾지 못합니다.

00:02:20.055 --> 00:02:21.914
그래서 금속이 고체가 되긴 해도

00:02:21.914 --> 00:02:26.356
액체 같이 혼란스럽고 질서없는
내부 구조를 갖게 되는 거죠.

00:02:26.356 --> 00:02:28.096
그게 메탈릭 글래스입니다.

00:02:28.096 --> 00:02:31.579
이 구조는 대부분의 금속이 갖는
결정 경계 특성을 없앰으로써

00:02:31.579 --> 00:02:33.472
장점을 갖게 해줍니다.

00:02:33.472 --> 00:02:36.884
결정 경계는 금속들의 약점으로
흠집이 잘 생기거나

00:02:36.884 --> 00:02:38.783
부식되기 쉽죠.

00:02:38.783 --> 00:02:43.394
최초의 메탈릭 글래스는 1960년에 
금과 실리콘으로 만들어졌습니다.

00:02:43.394 --> 00:02:44.837
이때는 만들기가 쉽지 않았죠.

00:02:44.837 --> 00:02:47.505
그 이유는 금속 원자들이 
너무 빨리 결정화되어서

00:02:47.505 --> 00:02:51.405
과학자들은 합금을 엄청나게 
빨리 식혀야 했습니다.

00:02:51.405 --> 00:02:54.527
초당 100만 켈빈온도로 식히기 위해

00:02:54.527 --> 00:02:57.456
차가운 구리 접시에
미세한 물방울을 쏘거나

00:02:57.456 --> 00:03:00.317
야주 얇은 끈으로 가공했죠.

00:03:00.317 --> 00:03:05.440
그 때의 메탈릭 글래스는 두께가 
수만 마이크론이었습니다.

00:03:05.440 --> 00:03:08.657
너무 얇아서 실제로 
사용할 곳이 없었죠.

00:03:08.657 --> 00:03:10.715
그 이후 과학자들은

00:03:10.715 --> 00:03:14.318
여러 금속을 자유롭게 
섞이도록 혼합해서

00:03:14.318 --> 00:03:16.899
서로 결정화되기 어렵게 하는
방법을 찾아냈습니다.

00:03:16.899 --> 00:03:19.701
금속마다 원자의 크기가 다르기 때문에

00:03:19.701 --> 00:03:22.945
혼합물의 결정화가 
훨씬 늦게 일어나는 거죠.

00:03:22.945 --> 00:03:26.034
따라서 빨리 식힐 필요가 없었고

00:03:26.034 --> 00:03:27.616
더 두껍게 만들 수 있었습니다.

00:03:27.616 --> 00:03:30.092
마이크로미터 대신에 
센티미터 두께로 말이죠.

00:03:30.092 --> 00:03:34.375
이 물질을 벌크 메탈릭 글래스,
혹은 'BMG' 라고 합니다.

00:03:34.375 --> 00:03:37.042
오늘날엔 수백 종의 BMG가 있죠.

00:03:37.042 --> 00:03:40.109
그럼 왜 교량이나 차들을 모두
이것으로 만들지 않는 걸까요?

00:03:40.109 --> 00:03:44.349
현재 사용가능한 많은 BMG들이
비싼 금속으로 만들어지기 때문입니다.

00:03:44.349 --> 00:03:46.537
팔라듐이나 지르코늄 같은 것들이죠.

00:03:46.537 --> 00:03:48.022
그리고 높은 순도가 요구됩니다.

00:03:48.022 --> 00:03:51.374
불순물이 있으면 쉽게 
결정화되기 때문이죠.

00:03:51.374 --> 00:03:56.386
그래서 BMG로 된 고층건물이나
우주비행선은 가격이 천문학적입니다.

00:03:56.386 --> 00:03:57.776
그리고 BMG가 아무리 강해도

00:03:57.776 --> 00:04:02.089
하중을 견뎌야 하는 곳에 
쓰기에는 아직 한계가 있습니다.

00:04:02.089 --> 00:04:05.082
응력이 너무 커지면 예고없이 
균열이 생길 수도 있기 때문에

00:04:05.082 --> 00:04:08.206
교량 같은 것에는 부적합하죠.

00:04:08.206 --> 00:04:12.065
하지만 엔지니어들이 더욱 싼 금속으로
BMG 만드는 법을 알아내고

00:04:12.065 --> 00:04:14.058
그걸 더 강하게 만드는 법을 알아낸다면

00:04:14.058 --> 00:04:17.676
이러한 슈퍼 금속 활용의
한계는 없을 겁니다.