차체 경량화… 흠집 자동복원… 5년후 전체 부품 60%에 적용

현대자동차는 올 9월 출시하는 쏘나타 후속모델(프로젝트명 YF)의 도어실(차문턱) 무게를 현재 모델인 쏘나타 트랜스폼보다 20% 줄일 계획이다.

나노복합재를 사용해서다.자동변속기 기준 11.5㎞/ℓ인 연비가 다소 향상될 것으로 기대하고 있다.

나노공학이 차세대 자동차의 핵심 기술로 떠오르고 있다.경량화를 통한 연비개선은 물론 실내 박테리아 확산을 막거나 외관 흠집을 스스로 복원할 때도 사용되고 있다.박종구 한국과학기술연구원 나노과학연구본부장은 “나노기술이 향후 가장 많이 응용될 수 있는 분야가 자동차”라며 “나노가 자동차의 미래를 확 바꾸게 될 것”이라고 말했다.

◆무게 줄이고 흠집까지 없애줘

현대·기아자동차는 길이 100~200nm(나노미터),지름 2~5nm의 나노복합재를 차체 및 엔진룸 부품 등으로 적극 활용한다는 계획이다.차량 무게를 줄여 연비를 높이기 위해서다.YF 등 신차의 도어실을 나노 소재로 바꾸는 게 대표적인 사례다.금속의 내부구조를 나노미터 크기로 밀집시키면 가벼우면서 강도높은 재료를 만들 수 있다는 게 회사 측 설명이다.

이 회사가 이미 개발에 성공한 하이브리드카와 수소연료전지차 등에도 나노기술을 많이 응용하고 있다.하이브리드카의 축전지와 연료전지의 전해질,촉매 등을 나노소재 기술로 제작하는 방식이다.조원석 현대·기아차 연구개발총괄본부 선행개발센터장(전무)은 “지금은 초기단계인 나노공학 기술이 향후 수 년간 폭발적으로 발전할 것 같다”며 “어떤 기업이 얼마나 많은 나노기술을 확보하느냐가 미래 자동차의 경쟁력을 좌우할 것”이라고 말했다.

닛산의 고급차 브랜드인 인피니티는 작년 말부터 국내에서 출시한 FX,G37,M35 등 신형 모델에 ‘스크래치 쉴드 페인트’ 기술을 적용했다.나노공학을 응용해 차량 표면의 긁힌 흔적이나 흠집을 자동으로 복구하는 게 특징이다.신축성있는 합성수지 페인트가 흠집을 스스로 메워주는 방식이다.여름철이면 1시간 내에 자기재생이 가능하다.웬만한 차 표면의 흠집을 원상복구하기 위해 수리를 받을 필요가 없어지는 것은 물론,새 자동차 내장재에서 나오는 오염물질로 인해 발생하는 ‘새차 증후군’ 현상까지 해결해준다는 얘기다.

닛산은 특수 오일과 결합한 무수소 다이아몬드형 카본(DLC) 코팅필름도 개발했다.DLC 필름이 나노미터 두께에 불과하기 때문에 종전 엔진보다 마찰을 40% 줄여준다.내구성과 연비가 획기적으로 좋아진다는 게 회사 측 설명이다.

포드는 리튬이온 배터리 등 친환경 자동차의 에너지 저장기술이나 배출가스 제어장치 등에 나노기술을 접목하고 있다.차량 실내외 먼지나 얼룩을 스스로 없애주는 나노공학 기술도 포드가 야심차게 개발 중인 분야다.

◆2015년 차부품의 60%에 나노기술

자동차업계가 나노공학 기술을 직접 응용하는 비중은 현재 5% 이내로 추정되고 있다.국내에선 현대·기아차 정도만이 관련기술을 개발하고 있을 정도다.

이종문 전북대 고분자 나노공학과 교수는 “나노공학이란 분야가 생긴 역사조차 오래되지 않았다”며 “지금은 차체 강성을 높이기 위한 금속연구 분야가 주목받고 있다”고 말했다.

나노공학은 조만간 자동차 생산에 필수적인 기술로 자리잡을 전망이다.유럽연합 집행위원회(EC)는 나노공학 기술이 오는 2015년까지 전체 자동차 부품의 60%를 차지할 것으로 전망했다.
이 교수는 “무공해와 고연비,고성능의 미래형 자동차를 나노기술이 만들고 있다고 해도 과언이 아니다”고 말했다.

독일의 시장조사기관인 헬무트 카이저 컨설턴시는 자동차 분야의 나노기술 시장이 2004년 86억 달러 규모였다고 분석했다.2010년 542억 달러,2015년 1374억 달러로 성장할 것으로 내다봤다.

조재길 기자 road@hankyung.com

[ 용어설명 ]

◆나노공학

나노는 마이크로의 1/1000인 10억 분의 1을 의미하는 단위다.1nm는 원자들 중 가장 작은 수소 10개를 일렬로 세운 길이다.나노공학은 1~100nm 크기의 미세한 물질을 조작하고 제어하는 기술이다.나노 구조화를 통해 나노복합재 등을 만들 수 있는데,자동차 항공 의학 등 활용범위가 무궁무진하다.다만 생산비용을 낮추는 게 관건이다.

<자동차분야의 나노기술 선두업체>

▷차체: 도요타 GM 현대·기아차
▷엔진: 포드 피아트
▷표면: BMW 벤츠 닛산
▷전자장비: 볼보 보쉬
▷타이어: 브리지스톤 미쉐린 금호타이어