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우주 로켓에 사용할 극한 신소재, 국내 연구진이 개발

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우주 로켓에 사용할 극한 신소재, 국내 연구진이 개발

2016.01.14 18:00

자동차나 비행기의 외장재, 우주 로켓 등 극한 분야에서도 활용할 수 있는 신소재 제조 기술을 국내 연구진이 개발했다.

 

고문주 한국과학기술연구원 선임연구원 - 한국과학기술연구원 제공
한국과학기술연구원(KIST) 제공  

고문주 한국과학기술연구원(KIST) 복합소재기술연구소 선임연구원(사진) 팀은 차세대 첨단 소재로 불리는 그래핀을 화학적으로 가공해 에폭시 소재의 내열성과 강도를 높일 수 있는 방법을 새롭게 찾아냈다고 14일 밝혔다.

 

에폭시 수지는 열을 받으면 단단하게 굳는다. 스포츠 용품 등을 만들 때 자주 쓰이는 탄소섬유를 단단하게 만들 때 섞어주는 용도로 산업 전반에 걸쳐 쓰인다.

 

일반적인 에폭시 수지는 국내 생산량으로도 충분히 충당이 되지만, 항공우주 등 특수 분야에 쓰이는 고내열성 특수 수지는 미국 등 선진국과 기술 격차가 커 전량 수입에 의존해왔다.

 

연구팀은 먼저 그래핀을 유기 화합물인 아민 그룹(amine group) 물질과 섞어 기존의 에폭시 수지와 결합시켰다.

 

그 결과 에폭시 수지의 경화성이 240% 향상되고 내열성과 강도도 크게 높아졌다. 저가의 산업용 에폭시를 고내열성 특수 수지 못지 않게 튼튼하게 바꿔 낸 것이다.  

 

미국 등 선진국이 생산하는 고성능 에폭시 수지에 이 기술을 적용할 경우 강도와 내열성을 한층 더 끌어올릴 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 기술이 국내 기업들의 산업 경쟁력 강화에도 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

 

고 연구원은 “그동안 탄소복합소재 개발 연구는 탄소섬유 자체에 집중돼 있었다”며 “탄소섬유를 결합하는 에폭시 수지의 성능을 높일 수 있는 원천기술을 확보함으로써 외국과의 탄소복합소재 개발 격차를 줄였다”고 말했다.

 

연구 결과는 영국왕립화학회에서 발간하는 ‘고분자 화학(Polymer Chemistry)’ 지난해 12월 16일자 표지논문으로 게재됐다.

  

기능화 산화그래핀을 이용한 고내열 수지와 이를 이용한 항공우주용 초고강도 복합소재의 모식도 - 한국과학기술연구원 제공
기능화 산화그래핀을 이용한 고내열 수지와 이를 이용한 항공우주용 초고강도 복합소재 모식도. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

 

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