KIST 고문주 박사팀, 산화 그래핀 기능화 통해 열·강도 견디는 능력 뛰어난 수지 개발
국내 연구진이 비행기와 로켓의 무게를 줄일 수 있는 고내열·고강도 수지를 개발했다. 저가의 소재를 활용해 항공우주 부품의 가격을 낮추는 데도 도움을 줄 것으로 전망된다.
한국과학기술연구원(KIST)은 이 연구원의 전북분원 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 고문주(사진) 박사팀이 산화 그래핀을 화학적으로 가공한 뒤 저가의 범용 에폭시와 혼합해 고열에도 견디면서 강도도 뛰어난 수지를 개발했다고 14일 밝혔다.
현재 탄소섬유와 고분자 수지를 복합하는 탄소복합소재는 비행기와 로켓 등 항공·우주체뿐 아니라 자동차·자전거 같은 일상적인 제품의 무게를 줄이는 데 많이 쓰이고 있다. 무게가 줄면 연비가 높아져 궁극적으로는 이산화탄소 배출량도 줄어드는 효과가 있다.
고분자 수지 중 에폭시 수지는 탄소복합소재의 구조를 안정시키는 역할을 담당하는 물질로, 탄소복합소재의 응용분야를 확대하기 위해서는 다양한 종류의 에폭시 수지가 요구되는 상황이다. 이번에 고 박사 팀은 산화 그래핀 주위에 존재하는 다량의 아민(암모니아의 수소원자를 탄화수소기로 치환한 형태의 화합물) 그룹이 에폭시 수지와 결합하여 많은 가교결합을 통해 가교 밀도를 240% 가량 향상 시킨다는 사실을 규명했다.
무엇보다 상대적으로 가격이 낮은 범용 에폭시 수지에 산화 그래핀 유도체를 첨가해 고내열 성능을 구현한 점이 이번 연구의 특징이다.
고 박사는 “고성능의 에폭시 수지의 합성설계에 필요한 원천기술을 확보함으로서 국내의 탄소섬유와 에폭시 수지 분야 연구불균형 해소에 크게 기여할 것”이라고 설명했다.
이번 연구 결과는 영국왕립화학회에서 발간하는 고분자분야의 권위지인 폴리머 케미스트리(Polymer Chemistry) 표지논문으로 지난해 12월 16일자에 게재됐다.
고문주 한국과학기술연구원 전북분원 복합소재기술연구소 박사
