카이스트 홍순형 교수팀

국내 연구진이 ‘꿈의 신소재’ 그래핀을 이용해 좀 더 가볍고 튼튼한 비행기와 인공위성을 만들 수 있는 기술을 개발했다.

카이스트 신소재공학과 홍순형 교수팀은 항공기나 인공위성용 초경량소재, 전자파 차폐용 스텔스 소재로 활용 가능한 ‘그래핀 나노플레이트렛’(GNP)라는 초경량 다기능성 나노복합소재를 개발했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료분야 국제학술지 ‘파티클 앤 파티클 시스템즈 캐릭터라이제이션’ 최신호 표지논문으로 실렸다.

GNP는 현재 인간이 개발하거나 발견한 소재 중에서 물성이 가장 우수한 2차원 나노소재이다.

항공기나 인공위성 경량화를 위해 사용되는 다른 재료보다 제조 비용도 저렴해 상업적 응용 가능성이 큰 물질로 전망되고 있다. 그렇지만 다른 소재들과 섞을 경우 응집현상이 발생해 재료의 강도 같은 기계적 성질과 열적 안정성이 떨어진다는 단점이 있다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 GNP 표면을 멜라민이라는 물질로 바꾸었다. 표면이 멜라민이라는 물질로 덮이면 강한 화학적 결합성을 갖게 돼 응집현상 발생 없이 다른 물질과 강하게 결합할 수 있게된다.

표면물질을 바꾸는 비교적 간단한 방법으로 연구팀은 GNP를 처리해 강도를 1.4배 높이고 탄성력도 2배로 강화하는데 성공했다.

홍순형 교수는 “이번에 개발한 표면 처리 GNP 기술은 초경량 항공기 제작은 물론 무게를 줄여야 하는 인공위성 소재로 사용될 가능성은 물론 습기나 산성물질에 강한 표면 소재, 전자파 차폐용 스텔스 소재 등 다양한 분야에 응용이 가능하다”며 “2차원 소재인 그래핀의 상업적 활용도를 높이는 원천기술이 될 것”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr