- 엘라스토머-보강재에 적용해 세계최고 기계적 강도 경신
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| 아라미드 나노섬유가 포함된 엘라스토머 나노복합체는 기존 대비, 1.5배 향상된 기계적 강도 특성을 보였다.[한국화학연구원] |
[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국화학연구원은 울산 바이오화학연구센터 박제영ㆍ오동엽ㆍ황성연 박사팀이 첨단 소재의 보강재로 쓰이는 아라미드 나노섬유를 대량생산할 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.
아라미드 섬유는 강도, 탄성, 진동흡수력이 뛰어나 타이어, 방탄복, 진동흡수장치 등에 널리 사용된다. 이 섬유를 나노화한 ‘아라미드 나노섬유’는 탁월한 보강 성능을 가진 것으로 알려져있다.
아라미드 나노섬유를 만들기 위해서는 아라미드 방탄 섬유를 먼저 만든 후 이것을 나노화하는 두 가지 단계를 거쳤다.
아라미드 방탄 섬유를 만들기 위해서는 아라미드 구조를 가진 고분자를 합성한 후 황산에 녹이고, 이를 다시 노즐에 통과시켜 물에 또 침전시킨 후 섬유를 뽑아내는 과정을 거쳐야 한다. 이를 다시 나노 단위로 깎아 아라미드 나노섬유를 만드는 데 180 시간이 걸린다.
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| 박제영 황성연 오동엽 박사.[한국화학연구원] |
연구팀은 기존 두 단계 중 한 단계를 생략하고, 보조 용매를 도입하는 방법으로 제조 공정 시간을 기존 대비 12배나 단축했다.
아라미드 단량체로부터 고분자를 대량 중합하고, 별도의 정제과정 없이 보조 용매와 염기 물질을 추가하는 단순한 제조법이다.
기존 기술로는 아라미드 나노섬유를 일주일 동안 밀리그램 수준으로 만들었는데 본 기술을 적용하면 반나절만에 대량생산할 수 있기 때문에 상용화하기 쉽다.
연구팀은 개발한 나노섬유를 탄성이 있는 첨단소재 ‘엘라스토머’의 보강재로 세계에서 처음 적용, 미량 함량으로도 세계최고의 기계적 강도를 내는 것을 확인했다.
박제영 박사는 “그동안 단점으로 지적되던 아라미드 나노섬유의 오랜 제조시간을 반나절로 획기적으로 단축해 대량 생산 및 상업화의 교두보를 마련했다”면서 “다양한 첨단 산업소재 분야로의 확장이 기대된다”고 말했다.
이번 연구성과는 미국화학회에서 발간하는 고분자분야 국제학술지 ‘매크로몰레큘즈’에 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
