[단독]'꿈의 신소재' 그래핀으로 방탄복 만든다.. 軍, 기술 연구 추진

'강철의 10배' 충격에너지 흡수 가능.. 가볍고 신축성도 좋아

워리어 플랫폼 착용 장병의 사격훈련. 2019.6.20/뉴스1 © News1 정진욱 기자

(서울=뉴스1) 박응진 기자 = 총알과 수류탄 파편이 빗발치는 전장에서 우리 군 장병들의 생명을 지켜주는 방탄복. 그러나 지금 군에서 쓰고 있는 '신형 방탄복'은 1벌당 무게가 5㎏을 넘어 장병들의 만족도가 떨어지는 것으로 전해졌다.

이에 따라 총알·파편으로부터 장병들의 신체를 안전하게 보호해주면서도 가볍고 활동하기 편한 방탄복의 필요성이 커지고 있다. 국내외에선 이미 '액체형 방탄 전투복' '인공 거미줄 방탄복' 등 다양한 소재의 방탄복 연구가 진행되고 있다. 특히 최근엔 '꿈의 신소재'로 불리는 '그래핀'을 활용한 방탄복 개발 연구가 관심을 모으고 있다.

흑연 구성 물질의 하나인 '그래핀'(grahpene)은 탄소로 이뤄진 2차원 벌집 구조의 나노물질이다. 그래핀은 단위 질량당 흡수할 수 있는 충격에너지가 강철의 10배에 이를 정도로 우수한 기계적 강도를 갖는 첨단 신소재다.

따라서 그래핀을 활용하면 현재보다 방탄효과가 크게 개선된 방탄복을 만들 수 있다. 그래핀 소재에 총알이 부딪치면 총알의 운동에너지가 순식간에 흡수·분산되면서 속도가 떨어지기 때문이다.

또 그래핀으로 방탄복을 만들면 가볍고 얇은 데다 신축성도 좋아 활동 제약이 덜하고, 소재의 열전도율은 낮아 화염과 그 열이 몸에 닿지 않게 막아줄 수도 있다.

그러나 그래핀 방탄복은 쉽게 상용화되지 못하고 있다. 그래핀 입자 간 계면 결합, 구조적 결함 문제 등 때문에 높은 수준의 방탄 성능을 발현하는 데 어려움을 겪고 있다고 한다. 즉, 그래핀 고유의 기계적 성질을 유지하면서도 경량화된 방탄섬유·패널을 제작할 수 있는 기술을 개발하는 게 우리 군이 직면 과제인 것이다.

이와 관련 국방과학연구소(ADD)는 이달 초 미래 안보환경에 효과적으로 대응하기 위한 목적에서 '그래핀 방탄복 개발'을 미래도전 국방기술 연구·개발사업 과제 가운데 하나로 제안했다.

ADD는 이 과제에 참여하려는 기관·업체의 제안서을 평가한 뒤 이르면 올 연말에 그래핀 방탄복 연구·개발을 위한 협약을 맺을 계획이다.

선정된 연구팀은 앞으로 3년 동안 그래핀의 고기능성 복합 소재화를 통해 기존 방탄섬유·패널의 성능을 향상시키고 경량화하는 소재 기술을 개발해야 한다.

ADD는 "본 과제의 성공적 수행을 통해 경량화된 방탄소재의 성능이 극대화될 수 있어 개인전투체계 개발 혁신을 견인할 수 있다"며 "선진국에서 주도하고 있는 그래핀 기반 방탄소재 기술 개발 경쟁에서 첨단 기술 경쟁력 확보를 통해 군수 산업 분야의 잠재적 수출을 창출할 것"이라고 기대했다.

pej86@news1.kr