슈퍼섬유보다 가볍고 단단한 '그래핀 탄성섬유'..강력한 인공근육 만든다!

- 한양대 한태희 교수팀, 비틀림 특성 우수한 그래핀 탄성섬유 개발

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국연구재단은 한양대학교 유기나노공학과 한태희 교수와 단국대학교 고분자시스템공학부 이원준 교수 연구팀이 비틀림 특성이 우수한 그래핀 탄성 섬유를 개발했다고 20일 밝혔다.

최근 금속보다 인장강도가 강한 슈퍼섬유들은 첨단산업 소재로 주목받고 있다. 기존에 없던 물성을 얻기 위한 나노 소재의 섬유화 연구가 많이 진행돼 왔는데 대부분 인장특성을 강화하는데 초점을 둔 연구가 많이 이뤄졌다.

연구팀은 비틀림 특성이 우수한 그래핀 탄성 섬유를 개발했다.

그래핀 입자들이 강한 인력으로 결합돼 있으면서 동시에 높은 배향도를 가지도록 막대형태의 탄소나노튜브로 시트형태의 그래핀을 튼튼하게 연결하고 섬유를 연신해 높은 배향도를 가진 섬유를 제조했다.

이렇게 얻은 섬유는 금속보다 8배, 고분자보다는 300배 강한 강도를 나타냈다. 무게별 강도 비율이 19로 슈퍼섬유인 탄소섬유보다 더 가볍고 강한 것으로 나타났다.

한편 탄소 섬유는 비틀림보다 당기는 힘에 매우 잘 견디는 반면, 그래핀 섬유는 비틀림을 더 잘 견디는 매우 이례적인 성질을 보였다.

연구팀은 이번에 폭넓게 제시한 나노조립 섬유의 비틀림 강도 측정 방법과 탄성 측정방법이 나노물질 조립체의 강도 특성 연구에 폭넓게 응용될 것으로 기대하고 있다.

우수한 비틀림 특성이 요구되는 인공근육이나 센서 등은 물론 높은 전단강도를 필요로 하는 자동차, 항공, 기계, 건축 재료 등의 강도향상을 위한 연구에도 기여할 것으로 기대된다.

한태희 교수는 “비틀림 강도와 탄성이 우수한 그래핀 섬유는 장시간 안정적으로 방사가능한 공정을 확보하고 있어 연속적인 대량생산 가능성이 높다”고 말했다.

한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 15일자로 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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