기존 기술 대비 4배 이상 많은 탄소나노튜브(CNT)를 함유한 새로운 탄소섬유 제조 기술이 나왔다.
재료연구소(소장 조경목) 융합공정연구본부 변준형 박사팀은 교과부 글로벌연구실 사업의 일환으로 3년여의 연구 끝에 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nanotube)를 최대 13% 가량 함유한 탄소섬유 프리프레그 제조 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
탄소나노튜브가 대량 보강된 다기능 고강도 탄소섬유를 프리프레그(복합재료 제조 시 가장 흔히 사용되는 중간재료) 형태로 개발한 것은 국내 처음이다.
이번 기술은 강한 응집력을 갖고 있는 탄소나노튜브를 골고루 분산시키는 기술이 핵심이다. 기존에는 탄소나노튜브 함유량이 무게 대비 최대 3%를 넘지 못하는, 탄소나노튜브를 수지에 섞은 혼합물을 프리프레그로 주로 사용했다.
변 박사팀은 탄소나노튜브·에폭시 수지 필름을 탄소섬유와 겹쳐서 수지만 탄소섬유 사이에 침투하도록 만드는 방식으로 이를 해결, 탄소나노튜브 함량을 무게 대비 최대 13%까지 확대했다.
탄소섬유 프리프레그는 다른 복합재료에 비해 평면방향 전기전도도 15배, 두께방향 전기전도도는 120배나 높고 열팽창계수는 낮다는 장점 때문에 정전기 감소·차폐용 소재나 전자파 흡수 소재, LED 등 방열 부품의 열관리 소재 등 다양한 방면으로 활용도가 높아지고 있다. 또 충격 흡수에 뛰어나고, 탄소나노튜브 포함량을 늘리면 탄소섬유 전체 무게를 줄일 수 있어 자동차나 비행기 등 경량 소재로도 매우 유용하다.
탄소섬유 프리프레그의 국내 시장규모는 연간 1000억원에 달하지만 전량 수입에 의존하고 있어 관련 시장 경쟁력 강화에 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
변준형 박사는 “2011년 상반기 양산화가 목표”라며 “스포츠 용품, 자동차, 항공·우주·방위산업 등의 분야에서 기존 복합재료를 대체할 수 있을 뿐 아니라 전기·전자 부품이나 방탄소재, 풍력발전기 블레이드 등 적용 범위도 크게 확대될 것”이라 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.co.kr
