고성능 "C/C(탄소/탄소, Carbon/Carbon) 복합재"가 우주 항공 등 차세대
산업에 필수적인 초고온용 신물질로 각광받고 있다.

C/C 복합재는 탄소섬유와 탄소매트릭스를 결합한뒤 여기에 일부 포함된
산소 질소 등 불순물을 완전히 제거한 탄소 1백%의 재료다.

가벼운면서도 강도가 높고 특히 섭씨 2천도이상의 초고온에서도 잘 견디는게
특징이다.

이에따라 우주왕복선과 극초음속 여객기 등의 핵심 재료로 가장 활발히
사용될 전망이다.

우주 왕복선의 경우 공기와의 마찰 등으로 선체 표면이 섭씨 2천도 내외의
초고온 상태에 장시간 노출된다.

특히 우주에서 대기권으로 진입할때는 공기와의 마찰로 인해 섭씨 2천도
이상으로 올라간다.

C/C 복합재는 이런 초고온을 쉽게 이겨낼수 있어 우주선등에는 필수 재료다.

이 재료는 우주왕복선에 부분적으로 도입됐다.

98년 11월 인간 노화의 원인을 찾기 위해 우주로 올라갔던 디스커버리호 등
상당수의 우주선 앞부분(노즈 코어)과 날개 끝부분은 바로 C/C복합재를
이용했다.

포항산업과학연구원 탄소재료팀의 오세민(38)연구원은 "이 신소재는
섭씨 3천도에서도 강도 점성 등 물성이 떨어지지 않는데다 무게도 금속보다
5배나 가벼워 초고속 비행체등에 특히 필수적"이라고 설명했다.

C/C 복합재가 우주선 다음으로 많이 활용되는 분야는 항공기 브레이크.

F-16 등 주요 전투기는 물론 일반 여객기의 브레이크 디스크를 이 신소재로
만들고 있다.

국내에서도 자체 기술로 항공기 브레이크 디스크를 개발, 99년부터 KF-16에
장착할 예정이다.

C/C 복합재의 높은 열흡수력을 활용한 것으로 제동거리가 예전에 비해
짧아지고 있다.

고열에 잘 견디는 특성을 이용할수 있는 분야로는 이밖에 로켓 노즐, 핵융합
발전소, 초고온 철강고로 등이 예상되고 있다.

인공장기나 인공뼈 소재 활용도 적극 추진되고 있다.

C/C복합재는 다른 어느 물질보다 생체친화력이 높기 때문이다.

이 재료는 휘어지는 정도(탄성률)가 사람의 뼈와 비슷하고 혈액을 응고
시키지 않는다.

피부와도 쉽게 융화시킬수 있다.

이런 특성을 이용한 인공척추 인공심장판막등의 개발이 활발하게 진행되고
있다.

그러나 C/C 복합재가 명실상부한 차세대 신소재로 자리잡기 위해서는 해결
해야할 문제점이 있다.

먼저 산화작용에 매우 약한게 단점이다.

빨리 움직이는 상황에서 산소와 만나면 타서 없어지는 성질이 있다.

산화작용을 막기위한 내산화 코팅처리를 하고 있으나 아직 완벽한 수준에는
이르지 못하고 있다.

비용이 많이 드는 것도 문제다.

탄소섬유와 탄소매트릭스를 섞은뒤 그 안에 있는 불순물을 제거하기 위해
상당히 많은 과정을 거치고 있어 이를 간소화하는 연구가 진행되고 있다.

포항산업과학연구원의 오 연구원은 "이같은 문제만 풀리면 C/C 복합재가
첨단산업뿐만 아니라 미래기술 개발의 기반이 되는 극한 재료로 활용될 게
분명하다"고 말했다.


( 한 국 경 제 신 문 1999년 1월 5일자 ).