비틀림 특성 우수한 그래핀 탄성섬유 등장 인공근육 및 자동차·건축재료 등 강도 향상 기대
김민혜 기자 | minyang@beautynury.com 플러스아이콘
입력 2021-01-25 13:43 수정 2021-01-25 13:46


금속 대비 8배, 고분자 대비 300배 강한 그래핀 탄성 섬유가 개발됐다. 이 섬유는 탄소섬유보다도 가볍고 강한데다 비틀림에 강한 특성을 갖고 있어 널리 응용될 수 있을 것으로 기대된다.


한국연구재단은 21일 한양대학교 한태희 교수 연구팀과 단국대학교 이원준 교수 연구팀이 새로운 그래핀 탄성 섬유를 개발했다고 발표했다. 해당 연구 성과는 지난 15일, 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.


‘그래핀(graphene)’이란 탄소원자로 이루어진 얇은 막을 의미하는데, 이번에 새로 개발된 섬유는 그래핀 입자들이 강한 인력으로 결합된 동시에 탄소나노튜브가 막대 형태로 이루어져 시트 형태의 그래핀을 튼튼하게 연결한다.


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첨단산업에서는 금속보다 인장강도가 강한 슈퍼섬유들을 주목하고 있는데, 특히 나노 소재의 섬유화 연구가 많이 진행돼왔다. 그러나 높은 응용가치에도 불구하고 실험난이도가 높고 해석이 복잡한 비틀림 특성의 연구보다는 측정과 해석이 용이한 인장 특성 강화 관련 연구가 중심을 이루어 왔다.


그러나 센서 및 액추에이터에서 고강도 나노 물질 섬유의 비틀림 특성이 강조되면서 비틀림 강도와 탄성에 대한 중요성도 주목받기 시작했다. 비틀림을 가진 섬유는 빛 또는 열에 반응하는 특성을 보여, 사람의 근섬유보다 더 강력한 인공근육을 제조할 수 있는 가능성이 열린 셈이다.


연구팀은 “이번 연구가 나노조립 섬유의 비틀림 강도 측정 방법과 탄성 측정방법이 나노물질 조립체의 강도 특성 연구에 폭넓게 응용될 것으로 기대한다”며 “우수한 비틀림 특성이 요구되는 인공근육이나 센서 등은 물론 높은 전단강도를 필요로 하는 자동차, 항공, 기계, 건축 재료 등의 강도향상을 위한 연구에도 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.


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