[심심풀이 화학]5mm 실이 2t 車를 든다고? '아라미드' 섬유의 비밀

▲아라미드(사진=효성)

[아시아경제 오주연 기자]#돌발퀴즈. 5mm정도 굵기의 가는 실이지만 2t의 자동차를 들어올릴 정도의 막강한 힘을 가지고 있다. 여간해서 불에 타거나 녹지 않으며 500℃가 넘어야 검게 탄화하며 '꿈의 섬유'로 불리는 이것은? 정답은 '아마리드'다.

최근 섬유업계가 아라미드 섬유에 주력하고 있다. 미래 산업용 소재로 각광받는 아라미드(Aramid) 섬유는 극한 조건과 환경에서 사용될 수 있도록 설계된 소재 중 하나로 고강도, 충격안정성, 내열성, 내피로성(경화, 균열, 변형에 견딜 수 있는 성질), 경량성, 고탄성의 특성을 가지고 있다. 아무리 힘을 가해도 늘어나지 않아 가장 좋은 플라스틱 보강재로 손꼽힌다. 주로 복합재료로 사용되는데 방탄과 자동차 관련 소재로 쓰이는 경우가 70% 이상이다.

국내에서는 1984년 KIST 윤한식 박사팀이 미국, 네덜란드에 이어 세계에서 3번째로 개발에 성공했다. 광복 70주년을 맞아 미래창조과학부가 '광복 이후 국가 경제발전을 견인한 과학기술 대표성과 70선'에도 선정했을 정도로 주목받고 있다.

활용 분야도 무궁무진하다. 먼저 방탄소재로 쓰이는 경우다. 과거에는 섬유를 여러 장 겹쳐 제조하거나 강철판 등을 삽입한 방탄조끼가 이용됐지만 방탄효과를 내기 위해서는 중량이 10kg 이상 되어야 하는 등 너무 무거워서 이를 입고 행군을 하기에는 어려움이 있었다. 이러한 방탄복에 아라미드를 사용하면 동일한 방탄효과를 내면서도 무게는 훨씬 가볍다는 장점이 있다.

방탄소재로 사용되는 직물은 아라미드 중에서도 특히 강도가 높은 원사로 제작된다. 일반적으로 1개의 방탄복에는 아라미드가 평균 2.3~3.5kg 정도 들어가게 되는데 100~200g의 차이로도 활동성에 영향을 미쳐 순간의 생사를 결정하기 때문에 아라미드 제조업체는 항상 더 가벼운 솔루션을 찾으려고 노력할 수밖에 없다.

또한 소방관의 소방복 보강재나 내열 안전장갑으로도 쓰인다. 열에 강한 특성 덕분에 소방관을 화재현장의 뜨거운 열기로부터 보호하는 데 쓰인다.

그러나 무엇보다 업계가 주목하는 것은 자동차 소재용다. 아라미드는 자동차 및 오토바이용 타이어, 자동차용 호스 및 벨트, 브레이크 패드 안의 석면을 대체하는 보강재로 사용되어 제품의 수명과 성능을 상향시키는 역할을 하기 때문이다. 고강도, 초경량의 특성을 바탕으로 자동차 경량화를 이끌 주요 견인차 역할을 할 것으로 기대된다.

오주연 기자 moon170@asiae.co.kr