국내연구진, 황 기반 다기능성 고분자 신소재 개발

화학연구원, 황과 파라-디아이오도벤젠 합성
웨어러블 전자소자 등 고부가가치 응용 기대

황 신소재 합성 공정(한국화학연구원 제공)© 뉴스1

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 황을 기반으로 한 다기능성 고분자 신소재를 개발했다.

한국화학연구원은 김용석‧김동균 박사팀이 황 기반의 다기능성 고분자 신소재를 개발했다고 27일 밝혔다.

원유 정제과정에서 나오는 대량의 황 폐기물이 환경문제로 떠오르고 있다.

전 세계적으로 연간 황 생산량 6800만 톤 중 5%(340만 톤) 가량이 폐기물로 축적되고 있지만 마땅한 처리 방법이 없는 상황이다.

향후 우리나라가 수출하고 있는 중국의 정유 산업 고도화로 황 수입이 급감하면 국내에 대량의 황 폐기물이 축적될 가능성이 있다.

전 세계 연구진이 황폐기물 활용 해법으로 황을 기반으로 하는 신소재 개발에 나섰지만 신축성이 없어 쉽게 부서지는 등 물성이 떨어지는 탓에 번번이 상용화 문턱을 넘지 못했다.

이에 연구팀은 황에 파라-디아이오도벤젠을 첨가하는 방법으로 다기능성 황 기반 고분자 소재를 합성했다.

연구팀은 황과 파라-디아이오도벤젠 용융중합(단위분자를 고온에서 녹여 연결하는 고분자 합성법) 시 실리콘 오일을 소량 첨가해 황 함량을 조절했다.

이를 통해 황 고분자의 연신율(신축성)을 150~300%까지 조절하는 것은 물론이고, 자외선을 이용한 자가 치유, 적외선 투과, 재가공 특성 등 다양한 기능을 가질 수 있게 됐다.

연구팀이 개발한 신소재는 신축성이 뛰어나고, 스스로 원래 상태로 회복하는 자가 치유 특성이 있다.

한번 사용한 소재를 버리지 않고 다시 쓸 수도 있다. 잘게 부서진 필름형태의 소재를 고온에서 강한 압력으로 찍어내는 프레스 공정을 통해 원래 상태로 재활용할 수 있기 때문이다.

또 적외선을 투과할 수 있어서 웨어러블 전자소자나 적외선 카메라 렌즈 등에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

김용석 박사(맨 왼쪽), 이지목 박사과정 학생연구원(가운대), 김동균 박사가 황 기반 소재 필름을 살펴보고 있다. © 뉴스1

김동균 박사는 “이 같은 특성을 활용하면 웨어러블 전자소자나 적외선 광학소재뿐만 아니라 고부가가치 응용범위를 획기적으로 넓힐 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 산업통산자원부의 산업핵심기술개발사업, 한국화학연구원 주요사업의 지원으로 수행됐다.

이번 연구 결과는 고분자 분야 국제학술지‘에이씨에스 매크로 레터스(ACS Macro Letters)’8월호 표지논문으로 실렸다.

memory444444@nate.com