KAIST, 탄소나노튜브섬유 합성기술 개발

홍순형·이해신·故 박태관 교수, 홍합 족사 응용해 초고강도 전도성 섬유 제조 원천기술 개발 성공

[아시아경제 이영철 기자] KAIST 연구진이 초고강도 전도성 섬유제조 원천기술을 개발했다.

KAIST는 11일 홍순형 신소재공학과 교수와 이해신 화학과 교수, 故 박태관 생명과학과 교수로 이뤄진 공동연구팀이 자연계의 홍합족사구조를 본떠 탄소나노튜브를 바탕으로 한 초고강도 전도성섬유제조 원천기술개발에 성공했다고 밝혔다.

탄소나노튜브는 1991년 일본의 이지마 교수(현 성균나노과학기술원장)에 의해 발견된 후 뛰어난 전기적, 열적, 기계적 특성으로 차세대신소재로 각광 받았으나 길이가 수 나노미터로 미세해 산업용제품으로 응용하는 데 한계가 있었다.

KAIST 연구팀은 이런 난제를 자연계의 홍합족사구조에 착안해 풀었다.

홍합을 지지하고 있는 섬유형태의 족사는 강한 파도가 치는 해안가와 같은 다른 생물이 살기 어려운 환경에서도 바위에 단단히 붙어서 산다. 이런 특성은 홍합족사의 독특한 구조와 고강도접착성 때문이다.

홍합족사엔 콜라겐섬유와 Mefp-1 단백질이 다리구조(cross-linking structure)로 결합돼 있다. 이 Mefp-1 단백질속엔 카테콜아민 성분이 있어 콜라겐섬유끼리 강하게 붙는다.

연구팀은 고강도 탄소나노튜브섬유가 콜라겐섬유 역할을, 고분자구조접착제가 카테콜아민과 같은 역할을 하도록 했다. 결과 길이가 길고 가벼우면서도 끊어지지 않는 초경량, 초고강도 탄소나노튜브섬유를 선보였다.

홍순형 교수는 “탄소나노튜브섬유는 방탄소재, 인공근육소재, 방열소재, 전자파 차폐소재, 스텔스소재 및 스페이스 엘리베이터케이블 등 여러 산업계에 응용할 수 있다”고 말했다.

이번 연구결과는 독일에서 발간되는 재료분야 국제저명학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 5월3일자 표지논문에 실렸다. 또 최근 국내·외에 4건의 특허출원 및 등록이 결정됐다.

이영철 기자 panpanyz@