[에너지단열경제]이재철 기자
한국과학기술연구원(KIST)은 강도가 높은 탄소섬유강화복합재(탄소복합재)를 거대한 성형장비 없이 손쉽게 가공할 수 있는 기술을 개발했다.
탄소복합재는 플라스틱 사이에 강도가 매우 큰 탄소섬유를 넣은 복합소재로 무게는 강철의 4분의 1, 알루미늄의 3분의 1 정도로 가볍지만 강도가 더 높아 자동차와 항공기 등을 제작하는 데 쓰인다.
물리적 특성은 뛰어나지만 가공이 어려운 게 단점이다.
이 소재로 대형 구조물을 제작하려면 큰 성형장비와 금형이 필요해 가공에 많은 비용이 든다.
연구진은 경제성을 고려해 대형 성형장비 없이 쉽게 탄소복합재를 가공할 수 있는 기술을 찾았다.
바느질과 종이접기에서 아이디어를 얻었다.
두께 2~3㎜의 탄소복합재에 금속선으로 박음질을 한 뒤 금속선에 전류를 공급해 열이 발생하게 했다.
이 열에 탄소복합재의 플라스틱이 살짝 녹으면서 부드러워져 원하는 형태로 구부리거나 접을 수 있게 된다.
연구진에 따르면 보조배터리 수준인 15W(15V, 1A) 전력 정도로 1분 안에 소재의 온도를 170℃로 높일 수 있어 가공 현장에서 유용하게 쓸 수 있을 것으로 보인다.
연구진이 이 박음질 기술을 이용해 탄소복합재를 10번 이상 접었다 폈을 때도 소재의 강도가 유지됐다.
이민욱 KIST 선임연구원은 "고강도 탄소복합재를 원하는 형태로 만들 수 있는 경제적인 방법을 제시했다"며 "항공기나 자동차에 쓰이는 형태가 복잡하면서도 크기가 큰 소재를 제작하는데 이 결과를 응용할 수 있을 것"이라고 말했다.
연구 결과는 국제학술지 '복합재료 파트B : 엔지니어링'(Composites Part B : Engineering)에 지난 4월 8일 실렸다.
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