세라믹스 [ceramics]의 이해와 특성

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세라믹스 [ceramics]의 이해와 특성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 세라믹스의 구조

2. 전통 세라믹스의 제조방법

3. 파인 세라믹스의 제조방법

4. 세라믹스의 성형

5. 세라믹스의 응용분야

6. 전자 세라믹스

7. 광학 세라믹스

8. 내열 세라믹스

9. 바이오 세라믹스

본문내용

약하고 생체 내에서 녹아나는 율도 크다. Apatite(인산칼슘)는 본래 생체 내에서 이라든가 뼈를 형성하고 있는 화학성분이다.
생체와의 친화성에 있어서는 이 물질만큼 뛰어난 것이 없을 것이다. 그러나 인공적으로 apatite의 소결체를 만들었다 한들, 몸속에서 자연적으로 만들어지는 이나 뼈에 비교하면 매우 약한 것이 되고 만다. 이나 뼈에서는 섬유소인 콜라겐이 apatite 속에 방직물처럼 짜 넣어져 있어, 쉽게 파손되는 것을 막아주고 있는 데다, apatite의 입자도 인공물에 비하여 미세하다. 나이를 먹으면 이나 뼈에 들어있는 콜라겐이 경화하고 apatite입자가 성장하여, 인공적으로 만든 apatite의 소결체에 가까운 것으로 되며 그 결과 약하게 되는 것이다.
그러나 apatite가 생체와 어울리기 쉬운 특성을 이용하여, 강도가 큰 뼈를 만드는 다음과 같은 시도가 착착 실적을 올리고 있으므로 지금 단계에서 apatite를 포기하는 것은 속단이다. 즉 먼저 인공적으로 만든 다공질의 apatite 소결체를 결손 된 뼈 부분에 이식한 다음, 구멍부분이 자연히 메워지는 것을 기다리는 방법이다.
다공질 apatite는 이 부분에 뼈를 만들어야 한다는 위치를 가리키는 것이 되고, 더욱이 생체와는 친화성이 좋기 때문에 구멍을 메우도록 뼈가 성장할 수 있다. 성장한 뼈는 콜라겐 섬유소를 함유하기 때문에 충분한 강도를 기대할 수 있는 셈이다.
인공뼈로서는 금속(특히 stainless steel)이나 플라스틱도 바라는 형상의 것을 만들기 쉽다는 이점이 평가되어 사용되고 있지만, 모두가 생체 내에서는 alumina 등의 세라믹스와 비교하면 안정하지 못하다. Stainless steel로 부터는 중금속이온이, 또 플라스틱으로부터는 유기물이 녹아나와 인접하는 세포가 괴사하거나 암의 발생을 촉진할 우려가 있다. 이 때문에 설사 소망하는 형상의 것을 만들기 힘들다는 남점이 있더라도 독성이 없는 세라믹스를 개발하는 일이 절실히 요망되고 있는 것이다.
의료 측정용 센서에도 많은 세라믹스가 사용되고 있다. 몸 표면의 온도분포를 직접 접촉하지 않고 측정하는 데는, 감도가 좋은 초전성 세라믹스가 사용되고 있다. 얻어진 상으로부터 온도가 낮은 곳에서는 혈행장애가, 또 높은 곳에서는 염증을 일으키고 있다는 것을 진단할 수 있다. 압전성 세라믹스로 만들어지고 있는 초음파진동자를 사용한 초음파 진단장치(CT스캐너)에서는 체내의 이물, 이를테면 종양, 결혈, 경변부 등을 감지할 수 있다. 압전체를 사용하여 심음계, 혈압계, 혈류계 등도 만들어지고 있다.
피 속의 산소농도 측정도 채혈을 하지 않고서 할 수 있게 되었다. 피부호흡에 의해 배출되는 가스는 피부표면부근의 모세혈관이 42℃이상이 되면 동맥 속과 같아진다는 성질이 있다. 취하거나, 운동을 하거나, 목욕탕에 들어가거나 하면 피부가 붉어지는 것은 이 때문이다. 이 때 산소센서를 피부에 접촉시켜 피부호흡으로 방출되는 가스를 분석하면 된다. 환자는 주사바늘의 공포에서 벗어날 수 있고, 의사는 즉석에서 결과를 알 수 있게 된다.
산소센서에는 세라믹스가 사용되고 있다. 또 피 속의 나트륨이나 칼륨이온의 농도도 위에서 말한 세라믹스 센서를 사용하면 간단히 알 수 있다. 세라믹스와 치료와의 관계는 더욱더 깊어지고 있다. 세라믹스로 만든 강력한 초음파를 집중시켜 치석이나 담석등을 파괴시켜 제거하거나, 레이저로 충치를 깎아내거나 하는 무통치료가 가능해진다.
또 광파이버와 레이저를 결부시켜 만들어진 레이저메스는 어떤 메스보다도 예리하고, 더욱이 균이 없기 때문에 출혈이 적은 깨끗한 수술을 할 수 있다. 의료방면 뿐만 아니고 식품업계, 특히 양조나 발효분야에도 세라믹스가 진출하고 있다. 내식성인 데다 다공성인 세라믹스는 고정화 효소의 담체로서 사용될 뿐더러 여러 가지 혼합물의 분리나 여과망으로도 이용된다. 또 앞으로 기대되는 사용법으로는 인공신장이나 인공심장에서 혈액속의 노폐물만을 흡착하여 혈액을 깨끗이 하는 데도 이용될 것으로 생각되고 있다.
참고문헌
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