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날개 디자인까지 고민해 보았으니, 이제 마지막 단계가 남았네요. ‘무슨 재료로 만들 것인가?’말이에요. 이것도 모두 최첨단 재료들을 엄선했답니다. 현대 과학으로 만든 가볍고 튼튼한 소재는 무엇일까요?

비행기는 가벼울수록 비행에 유리해요. 비행기를 띄우는 데 필요한 에너지가 적게 들어가, 같은 양의 전기 에너지로 더 오랫동안 날 수 있거든요. 지금은 태양광 무인 비행기 소재로 탄소섬유, 플라스틱 등이 사용되고 있는데, 이를 세상에서 가장 가벼운 초경량 물질로 바꾸는 건 어떨까요? ‘에어로젤’이나 ‘미세격자금속’로 말이죠. 

에어로젤은 아주 고운 거품을 그대로 굳혀놓은 모양의 재료예요. 보통 ‘실리카’라 불리는 규소의 산화물로 만들지만 최근엔 그래핀*으로 제작되기도 하죠. 미세격자금속은 속이 비어 있는 금속 관이 그물처럼 얽힌 구조고요. 이 두 재료가 엄청나게 가벼운 이유는 전체 부피의 97~99%가 빈 공간이기 때문이랍니다.

에어로젤과 미세격자금속은 물리적 성질이 서로 달라요. 에어로젤은 단단하고, 미세격자금속은 유연하죠. 미국항공우주국(NASA)은 2g의 에어로젤이 2500g의 무게를 버티는 사진을 공개하기도 했어요. 다만 비금속 재료의 특성상 유연성이 떨어지기 때문에 버틸 수 있는 힘보다 큰 힘을 가하면 깨져버린답니다. 반면 미세격자금속을 제작한 미국 HRL연구소의 실험 결과에 따르면, 미세격자금속은 절반 크기까지 구겨져도 곧바로 원래 모양으로 돌아와요. 이 때문에 주로 비행기 내부의 충격흡수 재료로 사용되죠.

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용어정리

* 그래핀 : 탄소 원자들이 육각형 모양으로 결합한 평면 구조체.