알고보면 우리 주변은 온통 세라믹?

하나를 보면 열이 보이는 놀라운 세라믹 세계!

우리 일상을 견고하게 지탱해 주는 소재의 재발견

세라믹이란_세라믹 바르게 알기1

(내용은 한국재료연구원이 발간한 세라믹아 놀자에서 발췌하였습니다)

소리없는 영웅, 박지성과 세라믹의 공통점은 무엇일까요?

‘세개의 폐를 가진 사나이’, ‘언성 히어로’(Unsung Hero)’

90분 내내 지치지 않고 달리는 체력과 묵묵히 헌신하고 기여하는 모습에 붙여진 박지성 선수의 별명이에요.

이 별명이 세라믹에게도 해당된다는 사실 알고 계시나요? 한 줌의 흙과 모래에서 시작한 세라믹은 눈에 잘 띄지 않지만, 조금만 찾아보면 일상 곳곳에 있어요.

숨은 세라믹 찾기, 이 그림에서 세라믹은 몇 곳에 있을까요? 일반적인 소품으로 구성된 이 실내공간에는 세라믹이 숨겨져잇어요. 몇 개나 보이시나요?

이 그림 속엔 총 5곳에서 세라믹을 발견할 수 있어요.

정답: 스마트폰, 머그잔, 화분, 조명 벽

우리가 항상 갖고 다니는 스마트폰에는 리튬이온배터리를 비롯해 최소 600개 이상의 세라믹들이 들어 있어요. 벽면의 시멘트, 조명의 LED 전구에도 포함되어 있죠.

뿐만 아니라 우리나라를 인터넷 강국으로 끌어올린 광섬유와 방탄복, 우주 왕복선까지, 21세기 인류 생활과 산업 전반에 없어서는 안될 재료가 세라믹이에요.

그렇다면 세라믹이란 무엇일까요?

세라믹이란 단어는 점토를 뜨거운 불에 구워 만든 물건을 뜻하는 그리스어 ‘케라모스(keramus)’에서 유래했어요. 기원전 1만 년 전에 만들어진 한반도 빗살무늬 토기는 세라믹의 원형이며, 불가사의중 하나인 진시황릉의 병마용도 세라믹 타일로 만들어졌어요.

세라믹은 금속원소+비금속원소 결합으로 구성됐고, 광물에 열을 가해 만드는 무기재료이기에 여러 특성을 갖고 있어요. (세라믹의 특징: 금속보다 열에 강함, 잘 부식되지 않음, 강도가 높음)

세라믹은 어떻게 만들어 질까요?

과거의 사람들은 천연의 원료들을 반죽해 높은 온도의 가마에 구워 세라믹을 만들었어요. 흙에 열을 가하면 규소를 생성하고 산소, 탄소, 질소와 단단히 결합해 유리와 시멘트의 원료가 돼요. 지금은 탄화규소, 질화규소, 알루미나 등의 성분을 고순도로 정제한 세라믹 신소재를 사용하고 있어요. (세라믹 신소재 특징: 전기 흐름을 막거나 모아둘 수 있음, 열에 잘 견딤, 경도와 강도가 강함, 습도나 산소 함유량을 알아냄)

세라믹의 구조는 어떻게 이뤄져 있을까요?

세라믹은 금속과 비금속 원소의 조합이기 때문에 구조가 복잡해요. 세라믹 소재는 금속x비금속 조합으로 이뤄졌어요. 세라믹 소재는 금속은 실리콘, 알루미늄, 타이타늄, 지르코늄이 있으며 비금속은 산소, 탄소, 질소가 있어요.

이를 성분별로 산소와 금속이 결합하는 산화물계 세라믹, 질소나 탄소와 금속이 결합하는 비산화물계 세라믹으로 나눌 수 있어요.

세라믹은 물질을 구성하는 이온의 전하량, 양이온과 음이온의 상대적인 크기 비율에 따라 구조가 매우 다양하게 나타나요.

이렇게 원소의 다양한 조합에 따라 각기 다른 특성을 가질 수 있어서 전기, 전자, 기계, 화학, 광학, 바이오 등 다양한 분야의 기능성 소재로 세라믹이 응용될 수 있었어요.

우리 생활 깊숙이 자리 잡은 세라믹, 각광받고 있는 소재인만큼, 앞으로 어디에서 활용될지 기대해 주세요!