KIST, 우주방사선 차단 섬유 개발

KIST, BNNT 기반 고분자 복합 섬유 개발
방사선 속 중성자 차단..우주복, 항공부품 적용

한국과학기술연구원은 우주방사선에 포함된 중성자를 효과적으로 막을 수 있는 '질화붕소나노튜트(BNNT) 기반의 고분자 복합 섬유'를 개발했다. KIST 제공

KIST 연구팀이 개발한 'BNNT 기반 고분자 복합 섬유'를 다양한 모양과 크기로 제족할 수 있어 우주복이나 전자기기 패키징에 적용할 수 있다. KIST 제공

우주방사선을 막을 수 있는 새로운 복합섬유가 개발됐다. 방사선에 쉽게 노출되는 특수 환경에서 종사하는 작업자들을 효과적으로 보호하는 장치 등에 활용될 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 김대윤 박사 연구팀이 우주방사선에 포함된 중성자를 효과적으로 차폐할 수 있는 '질화붕소나노튜브(BNNT) 기반의 고분자 복합 섬유'를 개발했다고 1일 밝혔다.

우주방사선 속 중성자는 생명 활동에 부정적 영향을 미치고, 각종 전자기기들의 오작동을 유발해 장기적인 우주임무 수행에 위협으로 작용한다. 1차원 나노물질인 BNNT는 기존 탄소나노튜브(CNT)와 비슷한 구조를 가지지만, 격자 구조 속에 다수의 붕소를 포함해 중성자 흡수력이 CNT보다 20만배 높다.

하지만, BNNT는 열이나 용매에 의해 녹지 않아 가공성이 떨어지고, 합성섬유를 만들 때 필요한 고분자 용액과 섞어도 용액 속에서 잘 퍼지지 않는 문제가 있다.

연구팀은 BNNT와 내열성이 강한 섬유물질인 아라미드 고분자 간 상호 작용을 조절해 두 물질을 완전히 혼합한 뒤, 최대 500도에서 타지 않으면서 가볍고 유연한 섬유를 연속으로 제작하는 데 성공했다.

이 복합 섬유는 패브릭으로 쉽게 제조가 가능해 원하는 모양과 크기로 만들어 방사선 노출로부터 생명체를 보호하는데 쓸 수 있다.

특히 이 섬유를 의복 형태로 적용하면 우주인뿐 아니라 승무원, 군인, 소방대원, 발전소 종사자 등 방사선 노출이 예상되는 사람들을 보호할 수 있다. 또한 세라믹 성질을 가져 내열성이 뛰어나 우주용과 국방·소방용으로 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

김대윤 KIST 박사는 "각종 전자기기를 패키징하는 데 활용해 방사선 노출에 의한 소프트웨어 에러를 예방하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제학술지 '어드밴스트 파이버 머티리얼스(6월호)'에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr