국내 연구진이 방탄 소재인 '아라미드 나노섬유' 제작 시간을 대폭 줄인 공정 기술을 개발했다. 기술을 국산화하는 동시에 대량 생산이 가능하게 한 기술이라 방탄섬유 국산화와 제조원가 절감에 크게 기여할 것으로 기대된다.
한국화학연구원(원장 김성수)은 박제영·오동엽·황성연 울산 바이오화학연구센터 박사팀이 아라미드 나노섬유 제작 시간을 기존 180시간에서 15시간으로 크게 줄인 대량 생산 기술을 개발, 특허를 출원했다고 12일 밝혔다.
아라미드 나노섬유는 듀폰이 '케블라'라는 이름으로 제조하는 방탄섬유다. 강도, 탄성, 진동흡수력이 뛰어나 타이어나 방탄복, 스피커 진동흡수장치 등에 폭넓게 쓰인다. 하지만 개발 공정이 복잡해 제조 시간이 오래 걸렸다. 대부분의 특허도 특정 기업이 독점해 활용에 제약이 많았다.
연구팀은 기존 특허를 침해하지 않으면서 제조 시간을 15시간으로 줄인 신 공정을 개발했다. 그동안에는 아라미드 구조 고분자를 만든 뒤, 황산에 녹여 다시 나노섬유로 만들었는데 연구팀은 고분자를 직접 나노섬유화 했다. 나노섬유화 물리화학반응을 돕는 보조 용매와 염기 물질을 추가해 공정을 단순화하면서 기존 특허도 피했다.
연구팀이 제작한 나노섬유는 열가소성 폴리우레탄 소재에 400PPM만 첨가해도 물체가 늘어나면서 에너지를 흡수하는 성질인 '인장인성'이 1.5배 늘어나는 것으로 나타났다. '인장강도'는 84MPa로, 같은 소재 복합체 기준 세계 최고 수치인 61MPa를 뛰어넘는다.
연구팀은 개발한 나노섬유를 첨단소재인 엘라스토머 보강재로 최초 적용해 세계 최고 강도를 내는 것도 확인했다.
박제영 박사는 “관련 원천기술 확보와 특허 출원을 마친 상태로, 함께 할 기업만 정해지면 바로 상용화에 착수할 수 있다”며 “아라미드 나노섬유 대량 생산과 상업화 교두보를 마련했다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
