KIST, 우주 방사선 피해 막는 차폐 섬유 개발…우주·국방 핵심 소재 응용 기대

KIST 연구진은 우수한 BNNT의 특성을 살린 복합 섬유를 개발해 다양한 응용 분야에서 효과적으로 활용할 수 있는 길을 열었다.

한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)이 우주 방사선에 포함된 중성자를 효과적으로 막을 수 있는 새로운 복합 섬유를 개발했다.

KIST는 김대윤 기능성복합소재연구센터 박사팀이 이같은 성과를 거뒀다고 1일 밝혔다. 우주 방사선 속 중성자는 생명 활동에 부정적인 영향을 미치고, 전자기기 오작동을 유발해 장기적인 우주 임무 수행에 위협이 된다.

연구팀은 1차원 나노물질인 질화붕소나노튜브(BNNT)와 아라미드 고분자 간 상호작용을 조절해 섞이기 어려운 두 물질을 완벽히 혼합했다. 이렇게 안정화된 혼합 용액을 기반으로 최대 500℃에서 타지 않으면서 가볍고 유연한 연속 섬유를 제작했다.

BNNT는 탄소나노튜브(CNT)와 유사한 구조를 가지나 격자 구조 내 붕소를 다수 포함한다. 중성자 흡수력이 CNT보다 약 20만배 높다.

따라서 BNNT 복합 섬유를 직물로 만들면 그 자체로 방사선 중성자 투과를 효과적으로 차단할 수 있다. 방사선에 쉽게 노출될 수 있는 승무원, 의료계 종사자, 발전소 근로자 등을 효과적으로 보호할 수 있다. 또 세라믹 성질을 지닌 BNNT 특징으로 내열성도 갖춰 우주용뿐 아니라 국방·소방용으로도 활용이 가능하다.

김대윤 박사는 “이번에 개발한 기능성 섬유를 의복 형태로 만들면, 중성자 노출에 대한 최소한의 안전 장치를 손쉽게 마련할 수 있다”며 “우리나라가 우주 및 국방 분야에서 매우 빠르게 발전하고 있는 만큼 큰 시너지를 낼 것으로 판단된다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임) 지원을 받아 KIST K-랩 사업과 중견연구자지원사업, 산업통상자원부(장관 안덕근) 고성능탄소나노복합섬유개발사업, 국방부(장관 신원식) 국방특화연구실사업으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 어드밴스드 파이버 머터리얼즈 최신호에 게재됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com