나노섬유 기술 종속에서 독립… 화학연, 아라미드 대량생산 기술 개발

화학섬유.

한국화학연구원 울산 바이오화학연구센터 박제영·오동엽·황성연 박사팀은 첨단 소재의 보강재로 쓰이는 아라미드 나노섬유를 대량생산할 수 있는 기술을 개발하고 이를 엘라스토머 소재에 적용해 탁월한 보강 성능을 확인했다.

해당 성과는 미국화학회에서 발간하는 고분자 분야 최고 권위지 매크로몰레큘즈에 게재됐다.

지금까지 아라미드 나노섬유를 만들기 위해서는 아라미드 방탄 섬유를 먼저 만든 후 이것을 나노화 하는 두 가지 단계를 거쳤다. 하지만 연구팀은 두 단계 중 한 단계를 생략하고 보조 용매를 도입하는 방법으로 제조 공정 시간을 기존 대비 12배나 단축하는 신기술을 개발했다.

우선 아라미드 분자 구조가 한 방향으로 정렬돼 있다는 점에 주목해 아라미드 물질로부터 아리미드 나노섬유를 바로 만들었다. 아라미드 단량체로부터 고분자를 대량 중합하고 별도의 정제과정 없이 보조 용매와 염기 물질을 추가하는 단순한 제조법이다.

기존 기술로는 아라미드 나노섬유를 일주일 동안 밀리그램 수준으로 만들었지만 해당 기술을 적용하면 반나절만에 대량 생산할 수 있기 때문에 상용화하기 쉽다. 또 아라미드 방탄섬유로부터 나노화 하는 기술이 아니기 때문에 듀폰사 등 특정 기업의 특허권으로부터 자유롭다.

연구팀은 개발한 나노섬유를 첨단소재 '엘라스토머'의 보강재로 세계에서 처음 적용해 미량 함량으로도 세계 최고의 계적 강도를 내는 것을 확인했다.

연구책임자인 박제영 박사는 "그간 구조 보강재로서 가능성은 있었지만 단점으로 지적됐던 아라미드 나노섬유의 오랜 제조시간을 반나절로 단축해 대량 생산 및 상업화의 교두보를 마련했다"며 "나노복합체로서 이번 연구 결과가 보여준 경이로운 보강효과뿐 아니라 다양한 첨단 산업소재 분야로의 확장이 기대된다"고 말했다.
한윤창 기자 storm0238@