전북대학교의 김성륜 교수 연구팀은 김재우 박사(한국과학기술연구원), 김성훈 교수(한양대학교)와 함께 100% 폴리프로필렌 기반 자기강화복합재료를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 가격이 저렴하면서도 경량성이 뛰어난 SRC(자기강화복합재료)를 항공 모빌리티에 대체 소재로 사용하기 위한 것이다.
기존 자기강화복합재료는 유동성과 함침성을 향상시키기 위해 강화재와 기지재에 화학적으로 다른 성분을 혼합해 제조됐다. 하지만 이러한 방식은 물성과 재활용 가능성이 떨어지는 문제가 있었다. 따라서 전북대학교 연구팀은 4축 압출 공정을 이용해 폴리프로필렌 매트릭스의 사슬 구조를 조절해 용융점, 유동성, 함침성을 제어하는 방식으로 자기강화복합재료를 제조했다.
개발된 자기강화복합재료는 기존 연구결과 대비 접착강도, 인장강도, 충격 저항성이 각각 333%, 228%, 2700% 향상된 최고 수준의 기계적 물성을 갖추고 있다. 또한, 소형 드론의 프레임 소재로 해당 재료를 적용하면 기존 탄소섬유강화복합재료 대비 52% 가볍고, 비행시간은 27% 증가한다는 결과도 확인됐다.
전북대학교 유기소재섬유공학과 이혜성 박사과정은 "이번 연구 결과가 좋은 논문으로 결실을 맺어 기쁘다. 이러한 연구들이 학술적 및 산업적으로 다양하게 적용되길 희망한다"고 말했다.
이번 연구를 지도한 김성륜 교수는 "학술적으로는 한국과학기술연구원과 한양대와 인력의 실시간 교류가 가능한 새로운 학술연구 플랫폼에 기초해 세계적인 연구성과를 창출했다는 것과 산업적으로는 남전산업과 현대자동차와 함께 자기강화복합재료의 글로벌 리더쉽을 확보했다는 것이 대단히 고무적이다"고 말했다.
/최성민 기자
