꿈의 신소재 '탄소나노튜브' '에어로겔'

꿈의 신소재라 불리는 탄소나노튜브와 에어로겔의 상용화가 국내 기술로 실현될 전망이다. 그동안 이들 소재는 대량생산을 할 수 있는 기술이 개발되지 않아 상용화까지는 아직도 갈 길이 먼 것으로 인식돼 왔던 것이 사실이다. 최근 국내 한 중소기업은 탄소나노튜브 대량생산 기술을, 한국생산기술 연구원은 값 싸게 에어로겔을 양산할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 이들 소재의 대량 생산은 산업제품 전반의 획기적은 변화를 가져올 것으로 기대되고 있다. ◇탄소나노듀브(CNT), 6조원 시장 열린다= 중소업체인 세메스는 CNT 대량 합성장치를 개발, CNT의 상용화에 바짝 다가섰다. 이 장치는 고온의 반응기에서 메탄 등 탄소성분의 주입가스와 니켈 등 촉매가 반응해 CNT를 성장시키는 '열화학기상합성법'을 적용한 것. 또 대량 생산을 가능하기 위해 반응기 내에 다층으로 기판을 장착, 자동화 및 연속 공정을 할 수 있도록 했다. 산업자원부 관계자는 "국내외 CNT 생산은 대량 합성장치 및 공정기술이 초기 단계에 불과해 응용분야도 활성화되지 않았다"며 "더구나 실험실 수준의 생산장치로 소량 주문생산에 그쳤던 게 사실이다"고 말했다. 이 기술개발로 우리나라는 세계 최고 수준의 CNT 합성기술과 대량 생산 체제를 갖추게 됐다는 평가다. CNT는 91년 일본의 스미모 리지마 박사에 의해 발견됐다. 구리에 비해 1,000배나 되는 전도성을 갖췄고, 강도는 강철의 100배에 달한다. CNT는 특히 '산업판도를 바꿀 미래 10대 기술' 조건인 와해성, 기여도, 실현 가능성을 모두 충족하는 기술로 평가를 받고 있다. CNT가 갖고 있는 특성으로 인해 활용도는 무궁무진하다. 각종 디스플레이기기, 램프, 연료전지, 2차전지, 반도체 등의 소재로 활용된다. 때문에 2010년에는 세계시장규모가 6조원에 달할 것으로 예상되고 있다. ◇우주선에 활용된 에어로겔= 에어로겔에 대한 연구는 80년대부터 미국 항공우주국(NASA)를 중심으로 활발하게 연구가 됐다. 우주선에 쓰일 수 있는 가볍고, 단단하고, 단열성 등이 뛰어난 첨단 소재가 필요했기 때문. 그 결과 에어로겔이라는 소재가 개발됐고, 화성탐사선 등에 활용됐다. 에어로겔은 머리카락 1만 분의 1 굵기인 나노구조체가 얽혀 이루어진 구조다. 나노 구조체에 들어 있는 공기 분자들이 전체 부피의 98%를 차지한다. 때문에 가볍다. 반면 강도는 물론, 단열성, 높은 투광성을 갖고 있다. 지구상에 존재하는 고체 물질 중 가장 낮은 밀도를 가지고 있을 정도다. 하지만 높은 가격 때문에 상용화는 여전히 쉽지 않았다. 높은 단열과 방음효과로 인해 기존 단열재를 모두 대체할 수 있음에도 불구, 상용화는 여전히 멀었던 게 현실이다. 그러나 한국생산기술연구원의 김경수 박사팀은 '에어로겔 나노소재 제조 및 단열재로의 응용기술 개발'에 착수, 낮은 가격에 제조할 수 있는 새로운 공정기술을 개발했다. 생기원은 '물유리를 이용한 에어로겔 제조 및 고효율 초임계 공정 개발' 등 에어로겔 플랫폼 기술을 확보한 상태. 이 기술은 초단열, 친환경적 특성을 가진 첨단 신소재를 싼 가격으로 에어로겔을 상용화할 수 있는 길을 열었다는 데 의미가 있다. 또한 차세대 단열재로 응용 가능한 '에어로겔 모노리스', '에어로겔 분말', '고ㆍ저온용 단열시트', '에어로겔 코팅제' 등 다양한 형태의 에어로겔 응용 기술 개발에 성공했다.