초탄성금속(Superelastic Metal)은 외부에서 가해진 강한 힘에 의해 형태가 변형되었다가, 힘이 제거되면 원래의 모습으로 즉시 되돌아오는 성질을 가진 금속 재료이다. 이는 형상기억합금의 일종으로 분류되나, 열을 가해야만 원래대로 돌아오는 일반적인 형상기억합금과 달리 상온에서 물리적인 복원력을 발휘한다는 차이점이 있다. 이러한 현상을 의탄성(Pseudoelasticity)이라고도 부르며, 일반적인 금속의 탄성 한계를 훨씬 뛰어넘는 수치인 약 10% 이상의 변형률에서도 영구적인 변형 없이 복원되는 특이한 성질을 보인다.

초탄성의 원리는 금속 내부의 결정 구조 변화인 응력 유기 마르텐사이트 변형(Stress-induced Martensitic Transformation)에 기반한다. 합금이 고온 상태인 오스테나이트(Austenite) 상으로 존재하는 온도 영역에서 외부 응력이 가해지면, 결정 구조가 마르텐사이트(Martensite) 상으로 변화하며 형태가 일그러진다. 이후 가해지던 응력이 사라지면 불안정한 마르텐사이트 상이 다시 안정적인 오스테나이트 상으로 역변태하면서 원래의 결정 구조와 외형을 회복하게 된다. 이 과정은 매우 신속하게 일어나며 에너지 흡수 및 방출 효율이 높다.

가장 대표적인 초탄성금속은 니켈(Nickel)과 티타늄(Titanium)을 거의 같은 비율로 혼합한 니티놀(Nitinol)이다. 니티놀은 우수한 내식성과 생체 적합성을 갖추고 있어 의료 및 정밀 기기 분야에서 널리 활용된다. 이외에도 구리-알루미늄-니켈(Cu-Al-Ni) 합금이나 철계 합금 등이 연구되고 있으나, 현재까지는 니티놀이 상용화 측면에서 가장 압도적인 위치를 차지하고 있다. 최근에는 합금 성분을 미세하게 조정하거나 열처리 공정을 최적화하여 작동 온도 범위와 내구성을 향상시키는 연구가 지속되고 있다.

초탄성금속의 응용 분야는 매우 광범위하다. 의료 분야에서는 혈관을 확장해 주는 스텐트(Stent)나 치아 교정용 와이어에 필수적으로 사용된다. 특히 치아 교정 와이어는 치아에 일정한 힘을 지속적으로 가하면서도 입안의 복잡한 움직임에 유연하게 대응할 수 있는 초탄성 성질을 활용한다. 산업적으로는 안경테, 휴대폰 안테나, 여성용 속옷의 와이어 등 일상적인 소비재부터 고탄성이 요구되는 우주항공 부품에 이르기까지 폭넓게 쓰인다.

토목 및 건축 분야에서도 초탄성금속은 혁신적인 재료로 주목받고 있다. 지진 발생 시 구조물에 가해지는 충격을 흡수하고, 진동이 멈춘 후 건물을 원래 위치로 되돌리는 제진 장치(Seismic Damper)의 핵심 소재로 연구된다. 이는 기존 강재가 소성 변형을 일으켜 지진 후 교체가 필요한 것과 달리, 반복적인 하중에도 견디는 높은 피로 내구성을 제공한다. 향후 로봇 공학의 인공 근육이나 차세대 에너지 저장 장치 등 고기능성이 요구되는 첨단 산업 분야에서 초탄성금속의 역할은 더욱 확대될 전망이다.