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OCSiAl 탄소나노튜브를 사용한 초경량 알루미늄 복합재료 개발 성공
작성자 : 이용우
2017-12-15 |
조회 : 3103
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나노튜브 포함된 금속복합재료, 강도 높이고 성능을 개선하여 제품수명 늘려
단일벽 탄소나노튜브는 다양하고 독특한 특성을 지니고 있으며, 나노튜브가 포함된 금속복합재료의 강도를 높이고 성능을 개선하여 제품수명을 늘려 경쟁력을 강화해 준다. 곧 경제성이 검증된 나노강화 금속복합재료가 시장에 출시될 예정이다.
나노소재를 이용해 알루미늄의 강도를 높이고 무게를 줄이는 것은 불가능한 기술이라고 생각되어 왔지만 최근 부경대학교의 권한상 교수는 단일벽 탄소나노튜브를 사용해 금속복합재료를 강화하는 기술개발에 성공했다.
권 교수는 복합재료를 개발하기 위해 OCSiAl에서 생산한 TUBALL 나노튜브를 사용했다. 그는 원료를 나노크기로 분쇄해 혼합하는 기술을 적용하여 알루미늄에 나노튜브를 균일하게 분산시켰다. 테스트 결과, 이 복합재료는 기존 알루미늄대비 인장강도는 4배, 경도는 20배나 높은 것으로 나타났다.
▲ 부경대학교의 권한상 교수
이러한 나노강화알루미늄의 주요용도 중 하나는 고압 전기 케이블이다. 권 교수는 “기존에는 알루미늄 고압 전기 케이블의 강도를 보강하기 위해 내부에 철 강선을 삽입하는 방식을 사용했으나, 이 과정에서 케이블의 무게가 크게 증가하므로 송전탑을 설치하는데 추가적인 노력과 요구사항도 늘어나게 된다. 반면 이 복합선재를 이용하면 송전탑의 수를 줄여 환경파괴를 줄이고 비용을 절감할 수 있다”고 설명했다. 권 교수는 TAS(Total Aluminum Service)와 이 복합선재 제조방법의 기술이전 계약을 체결했다.
“탄소나노튜브-알루미늄 복합재료 케이블은 일반 케이블에 사용되는 구리와 비교해 인장강도는 뒤지지 않으면서 무게는 1/3에 불과하다”고 권 교수는 덧붙였다. 해당 기술은 나노튜브를 도입하여 금속의 무게를 줄일 수 있다는 점에서 크게 주목받고 있으며, 이 기술은 항공, 자동차, 전기, 에너지와 같은 주류 공학 분야에서 널리 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 실제로 권 교수는 단일벽 탄소나노튜브를 사용하여 강철 실린더의 무게는 줄이고 수명을 늘리는 방법도 개발에 성공했다.
단일벽 탄소나노튜브를 활용해 금속복합재료를 강화하는 것은 금속복합재료 활용의 폭을 넓히고, 재료를 간편하고 경제적으로 가공할 수 있어 실질적인 대량 생산기술의 모든 조건을 충족한다. 권 교수는 초기 충전식 레이저 조명용 LED 및 HID 조명을 탄소나노튜브가 추가된 금속-세라믹으로 대체하는 연구를 진행하기도 했다.
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