국내 연구진이 가볍고 단단해 드론 등에 사용되는 CFRP(Crabon Fiber Reinforced Plastic)보다 강도가 더 강하고 충격을 잘 견디는 자기강화복합소재를 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 전자파솔루션융합연구단 김재우 책임연구원팀은 김성훈 한양대학교 교수, 김성륜 전북대학교 교수와 공동으로 PP(Polypropylene) 고분자 한 종류만을 사용한 자기강화복합소재를 개발하는 데 성공했다.
기존 자기강화복합소재는 제조공정상 편의를 위해 화학적으로 다른 성분을 혼합했기 때문에 실제 물리적 성질이 떨어지고 재활용하기도 어려운 문제가 있었다.
반면, 새로 개발한 자기강화복합소재는 고분자로 만든 섬유와 같은 종류의 고분자 물질을 섞어 만들며 다른 복합소재보다 저가일 뿐만 아니라 재활용도 편리하다.
연구팀은 기존 자기강화복합소재를 대체하기 위해 3차원 형상 구조물을 만들 때 쓰는 4축 압출 공정을 통해 PP 고분자의 사슬 구조를 조절하는 것만으로도 다른 성분을 혼합한 것과 같은 효과를 내는 기술을 개발했다.
새로 개발된 자기강화복합소재의 접착강도는 기존 대비 3배, 인장강도는 2배, 충격 저항성은 27배 늘어나서 주로 소형 드론의 소재로 쓰이는 CFRP 대비 52% 더 가볍고 비행시간은 27% 더 늘릴 수 있다.
김재우 책임연구원은 “신개발된 100% 자기강화복합소재 공정은 산업계에 즉시 적용할 수 있으며 산업계와 지속적인 협력을 통해 자기강화복합소재의 글로벌 경쟁력을 확보하겠다”고 강조했다.
연구 결과는 국제 학술지 화학공학 저널 최신호에 실렸다. (KJH)