최근 PNAS에 게재된 한 논문에서 저비용으로 탄소섬유의 단점을 해결할 수 있는 방법이 개발되었다는 주장이 나왔다.

탄소 섬유는 사람의 머리카락 한 가닥보다 얇지만 서로 꼬아 매트릭스 재료와 융합해 강철보다 두 배나 뻣뻣하고 열의 전도체도 좋은 경량 복합체를 만들 수 있다. 그리고 금속과 달리 시간이 지나도 금이 가거나 녹이 슬지 않는다. 이러한 장점 때문에 탄소 섬유는 항공과 우주선, 자동차, 건물, 의료기기, 스포츠 장비 등 다양한 용도로 활용되고 있다.

그러나 탄소 섬유는 극단적인 온도에서 산화된다는 단점 또한 있다. 이는 나무가 열과 산소가 결합할 때 그러하듯이 공기 중의 산소와 반응하여 연소한다는 것을 의미한다.

연구원들은 탄소섬유를 산소와 분리할 수 있는 표면층을 추가해 고온에서도 타지 않도록 만들었다고 밝혔다. 또한, 이들의 접근 방식은 시간과 비용이 많이 드는 다른 과정보다 상당히 발전적인 기술로 여겨진다.

이들은 가연성을 없애기 위해 화학적으로 식용 소금과 매우 유사한 소금을 녹이는 것으로부터 기술을 발전시켜 갔다. 소금 결정이 액체가 된 후 티타늄과 크롬 가루를 첨가해 높은 온도를 견뎌낼 수 있도록 만들어 탄소 섬유에 혼합물을 첨가시켰다. 연구진들은 이러한 과정을 거친 탄소 섬유가 극한의 온도에서도 구조를 유지한다는 점을 확인했다고 밝혔다.

이들의 연구는 비교적 저렴한 비용으로 많은 상품에 탄소 섬유를 입힐 수 있다는 점에서 산업용으로 적극 활용될 것으로 보인다.


김지나 글로벌이코노믹 기자 ginakim@g-enews.com