국내 연구진이 저가의 범용 에폭시(Epoxy) 수지를 이용해 열에 잘 견디면서 튼튼한 탄소복합소재를 제작하는 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KAIST)은 전북분원 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 고문주 박사 연구팀이 산화 그래핀(Graphene)을 화학적 방법을 통해 기능화한 뒤 저가의 범용 에폭시와 혼합해 고내열·고강도 성능을 구현하는 원천기술을 개발했다고 1월14일 발표했다.
탄소섬유와 고분자 수지의 복합화를 통해 얻는 탄소복합소재는 비행기, 자동차, 자전거, 로켓 등을 경량화해 연비 향상, 이산화탄소 배출 저감 등의 효과를 낼 것으로 기대되고 있다.
탄소복합소재의 구조를 안정시키는 역할을 담당하는 에폭시 수지는 응용 분야를 확대하기위해 다양한 연구개발이 이루어져야하나 열에 잘 견디는 항공우주용 소재는 그동안 전량 수입에 의존해 왔다.
고문주 박사팀은 저가의 범용 에폭시 수지에 산화 그래핀 유도체를 첨가해 높은 성능을 구현하는데 성공했으며, 산화 그래핀에 에폭시 수지와 가교결합을 형성할 수 있는 아민 그룹을 도입해 다량의 아민 그룹이 에폭시 수지와 결합하면 가교 밀도가 약 240% 향상되는 것을 밝혀냈다.
연구진은 연구 결과에 따라 앞으로 항공우주 등 고내열 성능을 요구하는 분야에서 탄소복합소재의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대하고 있다.
연구 결과는 영국 왕립화학회가 발간하는 과학 저널 <폴리머 케미스트리>의 2015년 12월16일자에 표지논문에 게재됐다. (L)