재료연구소 하이브리드 마이크로 · 나노 복합재료 글로벌연구실(책임연구원 변준형 · 사진)은 글로벌 협력네트워크를 통한 국제 공동 연구를 수행함으로써 고분자 나노복합재료 관련 핵심 원천기술을 개발하기 위해 2008년 설립됐다.

기계적 특성,손상 허용치 등 구조성능과 전기전도도,열전도도,실시간 손상 모니터링 등 다기능 특성을 동시에 갖는 하이브리드 마이크로 · 나노 복합재료를 만드는 것을 목표로 한다.

이 기술은 섬유복합재료가 사용되는 모든 구조부품에 적용된다. 방탄재료,전자파 흡수재료,낙뢰보호재료,통신기기 등에 응용할 수 있다. 구조물이 운행되는 도중에 발생하는 손상 발생 및 진전,손상의 크기 등에 대한 실시간 모니터링 기술은 항공기와 차량구조물의 신뢰성을 확대하는 데 활용할 수 있다.

연구실은 섬유 외부에 탄소나노튜브가 균일하게 분포된 프리프레그 제조공정을 개발했다. 탄소나노튜브는 흑연면이 나노 크기의 직경으로 둥글게 말려 관 모양을 이루는 물질이다.

전기전도도가 구리와 비슷하고 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 유사하며 강도는 철강보다 100배 이상 높다. 탄소나노튜브를 이용한 이 기술은 탄소나노튜브가 포함되지 않은 탄소섬유평직에 비해 평면 방향 전기전도도는 30배,두께 방향 전기전도도는 45배 증가했다. 이 기술은 정전기 감소,차폐용 소재나 전자파 흡수 소재로 적용 가능하다. 또 열전도도가 높기 때문에 LED 등에 방열부품으로 사용이 가능하다.

연구실 관계자는 "향후 마이크로 섬유,탄소나노입자,금속 입자 표면의 화학적 · 물리적 기능화를 위해 표면제어기술을 개발하고 금속,유기,무기계 소재를 활용한 융합기술을 연구할 계획"이라고 말했다. 그는 이어 "하이브리드 마이크로 · 나노 복합재료 기술이 상용화되면 스포츠용품,자동차,항공,우주,방위 산업 등의 분야에서 기존의 복합재료를 대체할 뿐만 아니라 전기 · 전자 부품이나 방탄소재,풍력발전기 블레이드 산업분야로 그 적용 범위가 크게 확대될 것"이라고 덧붙였다.

심은지 기자 summit@hankyung.com