[랩큐멘터리]21세기 신 철기시대 이끄는 철강 재료의 산실

포스텍 계산야금연구실

지금의 인류도 철기시대에 살고 있다. 석기시대와 청동기시대를 거쳐 열린 철기시대의 소재인 철은 여전히 대체자가 없는 가장 중요한 재료의 위치를 차지하고 있다. 자동차에서는 여전히 중량의 60% 이상이 철강으로 만들어지고 있다. 인류가 혜택을 얻는 기술 곳곳에 철강이 쓰이지 않는 곳이 없다.

서동우 철강 및 에너지소재대학원 교수가 이끄는 계산야금연구실은 21세기 새로운 철기시대를 이끌어가는 첨단 철강재료를 연구하고 있다. 대표적인 예가 포스코에서 세계 처음으로 양산에 성공한 기가스틸이다. 기가스틸은 인장강도가 1기가파스칼(GPa) 이상인 철강재료를 뜻한다. 철사 한 가닥으로 100kg의 무게를 들어 올릴 수 있는 수준의 강인함을 자랑한다.

연구실은 기가스틸의 강도는 높이면서도 부품의 모양을 갖출 때 필요한 성형성을 함께 높이는 연구를 수행중이다. 자동차뿐 아니라 발전용 터빈 블레이드와 같은 에너지 철강재료와 방탄용 장갑판재 같은 국방용 철강재료에 관한 연구도 수행하고 있다. 발전소에 들어가는 고온과 고압을 견디는 내열강 연구도 진행중이다.

연구실의 철강 연구 성과는 세계에서 인정받고 있다. 서동우 교수가 재료 분야 권위지인 ‘스크립타 머티리얼리아’에 저술한 논문은 학회지에서 2017년부터 가장 많이 인용돈 논문 3위에 선정될 정도다. 서 교수는 기가스틸의 일종인 변태유기소성강의 상업생산을 위한 합금설계 개념을 제시하는 등 새로운 철강 재료의 상용화를 위한 다양한 연구를 수행하고 있다.

연구실은 10년이 넘는 기간 동안 포스코와 긴밀하게 산학협력을 이루며 철강 분야의 다양한 제품을 개발하는 데 노력해 왔다. 산학협력의 결과는 뛰어난 인재 배출로 이어졌다. 연구실에서 박사과정을 마친 장재훈 한국재료연구원 연구원은 나노 석출물이 초고강도강에 미치는 영향을 연구해 아시아에서는 처음으로 악타 스튜던트 어워드를 수상하기도 했다.

연구실은 새로운 철강 재료의 상용화를 목표로 첨단 철강재료를 연구하고 있다.

철강은 인류가 3000년 이상 써 온 재료이지만 현대산업사회에서도 여전히 핵심 소재로 쓰인다. 여러 화려한 재료들이 등장하는 가운데서도 철강은 엄청난 환경변화에 꾸준히 적응해오며 묵묵히 자기 역할을 수행하고 있다. 서 교수는 “화려하지는 않으나 기본에 충실한 결과를 내는 철강재료를 닮아가는 연구자들이 연구실을 채우고 있다”고 말했다.

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※대학 연구실은 인류의 미래에 어떤 일들이 펼쳐질지 엿볼 수 있는 창문입니다. 인류 지식의 지평을 넓히는 연구부터 실제 인간의 삶을 편하게 하는 기술 개발까지 다양한 모험과 도전이 펼쳐지고 있습니다. 오늘도 연구실마다 교수와 연구원, 학생들이 머리를 맞대고 열정을 펼치고 있습니다. 연구자 한 명 한 명은 모두 하나하나의 학문입니다. 동아사이언스는 210개에 이르는 연구실을 보유한 포스텍과 함께 누구나 쉽게 연구를 이해할 수 있도록 2분 분량의 연구실 다큐멘터리, 랩큐멘터리를 매주 화요일과 목요일 소개합니다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]