하지만 POSTECH(포항공과대학교) 연구진이 이 같은 한계를 넘어서는 합금을 개발해 주목받고 있다.

POSTECH 김형섭 교수 연구팀은 니켈(Ni) 기반 고엔트로피 합금에 열간압연과 정밀 열처리를 적용해 금속 내부에 ‘코어–셸(core–shell) 구조’를 형성하는 데 성공했다.

이는 기존의 복잡하고 비용이 많이 드는 분말야금 공정을 거치지 않고, 주조와 열처리만으로 구현한 첫 사례다.

코어–셸 구조는 달걀에 비유할 수 있다.

중심부 ‘코어’는 큰 결정립(달걀노른자)으로 충격을 흡수하고, 이를 둘러싼 작은 결정립 ‘셸’(달걀흰자)은 전위를 막아 강도를 높인다.

여기에 미세한 나노 입자(B2 석출물)가 결정립의 과도한 성장을 억제해 구조 안정성을 유지한다.

결과적으로 금속은 충격에도 잘 부서지지 않으면서 단단한 성질을 동시에 확보하게 된다.

연구팀이 개발한 합금은 항복강도 1029MPa, 인장강도 1271MPa, 연신율 31.1%라는 성능을 보였다.

즉, 기존보다 훨씬 단단하면서도 30% 이상 늘어날 수 있는 금속이 구현된 것이다.

김형섭 교수는 “정밀한 석출물 제어를 통해 강도와 연성을 동시에 확보한 첫 성과”라며 “극한 환경에서도 활용할 수 있는 새로운 구조재 개발 가능성을 열었다”고 말했다.

이번 연구는 POSTECH 친환경소재대학원·신소재공학과와 현대자동차그룹이 공동으로 참여했으며, 과학기술정보통신부 나노·소재기술개발사업 지원을 받아 수행됐다.

성과는 재료과학 분야 국제 학술지 Journal of Materials Science & Technology에 게재됐다.