현재 나와있는 탄소강보다 3배이상 강하면서도 전도성이 구리보다 훨씬 뛰어난 초고강도 섬유제조 원천기술이 개발됐다. 이로인해 방탄소재나 스페이스 엘리베이터 케이블 등 첨단 나노융합소재 분야의 기술 혁신이 기대된다.
KAIST(총장 서남표)는 신소재공학과 홍순형 교수와 화학과 이해신 교수, 생명과학과 고 박태관 교수로 구성된 공동 연구팀이 바다에 사는 홍합이 바위에 단단히 붙어있는 족사 구조를 모방해 탄소나노튜브를 기반으로 하는 초고강도 전도성 섬유 제조 원천기술을 개발했다고 11일 밝혔다.
홍합 족사에는 콜라겐 섬유와 단백질의 일종인 ‘Mefp-1’이 가교 구조(cross-linking structure)로 결합돼 있다. 특히 ‘Mefp-1’에는 카테콜아민이라는 성분이 있어 콜라겐 섬유끼리 강하게 결합, 바위에 단단하게 붙어있을 수 있도록 한다.
연구팀은 고강도 탄소나노튜브 섬유가 콜라겐 섬유 역할을, 고분자 구조 접착제가 카테콜아민과 같은 역할을 하도록 했다. 그 결과 길이가 길고 가벼우면서도 끊어지지 않는 초고강도 탄소나노튜브 섬유를 만들어 냈다. 무게는 강철의 4분의 1 수준으로 가볍다.
홍순형 교수는 “기존의 구조용 탄소강에 비해 강도가 3배 이상 향상된 차세대 초경량 초고강도 고전도성 신소재”라며 “향후 방탄소재, 인공근육소재, 방열소재, 전자파 차폐소재, 스텔스소재 및 스페이스 엘리베이터 케이블 등 다양한 산업계에 응용이 가능하다”고 말했다.
홍 교수는 또 “새로운 나노융합 소재 산업의 기술혁신을 이룰 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
이 연구결과는 독일에서 발간되는 재료분야 국제학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 5월 3일자 표지 논문으로 선정됐다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr
