김재우 KIST 책임연구원팀, 국제학술지 '화학공학 저널' 게재
(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 가볍고 단단해 드론 등에 활용되는 탄소섬유강화복합재료보다도 강도가 더 강하고 충격에도 잘 견디는 자기강화복합재료가 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST)은 전자파솔루션융합연구단 김재우 책임연구원팀이 김성훈 한양대학교 교수, 김성륜 전북대학교 교수와 공동으로 폴리프로필렌(PP) 고분자 한 종류만을 사용한 자기강화복합재료를 개발하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.
두 재료를 섞어 만드는 복합재료 중 자기강화복합재료는 고분자로 만든 섬유와 같은 종류의 고분자 물질을 섞어 제작하는 재료로, 다른 복합재료보다 가격이 싸고 재활용 측면에서도 이점이 있어 주목받고 있다.
그러나 기존 자기강화복합재료는 제조 공정상 편의를 위해 화학적으로 다른 성분을 혼합해왔기 때문에 실제로는 물리적 성질이 떨어지고, 재활용하기도 어려운 문제가 있었다.
연구팀은 이를 대체해 3차원 형상 구조물을 만들 때 쓰는 4축 압출 공정을 통해 폴리프로필렌 고분자의 사슬 구조를 조절하는 것만으로도 다른 성분을 혼합한 것과 같은 효과를 내는 기술을 개발했다.
이렇게 개발한 자기강화복합재료는 접착강도는 3배, 인장강도는 2배, 충격 저항성은 27배 늘어난 것으로 나타났다.
이는 소형 드론에 소재로 주로 쓰이는 탄소섬유강화복합재료 대비 52% 가볍고, 비행시간은 27% 늘릴 수 있는 수준이라고 연구팀은 설명했다.
김 책임연구원은 "이번에 개발한 100% 자기강화복합재료 공정은 산업계에 즉시 적용할 수 있다"며 "산업계와 지속해 협력해 자기강화복합재료의 글로벌 경쟁력을 확보하겠다"고 말했다.
연구 결과는 국제학술지 '화학공학 저널' 최신 호에 실렸다.
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