원광대학교 전북바이오융합전문대학원 첨단바이오소재학과 조충연 교수 연구팀 소속 이인영 대학원생과 탄소융합공학과를 졸업한 김서진 씨가 천연 고분자와 탄소나노소재를 활용해 외부 화염에 강한 친환경 복합소재 개발에 성공했다.
이번 연구 ‘탄소나노튜브 기반 고분자전해질 다층박막 복합소재의 고난연성’은 국제 저명학술지 ‘Journal of Applied Polymer Science’에 게재됐다.
연구팀은 환경 친화적인 천연 고분자 소재인 키토산과 리그닌을 활용하고, 탄소나노튜브를 추가한 다층 박막 구조를 제작해 기존 고분자 섬유 소재의 화재 취약성을 획기적으로 개선했다.
특히, 키토산은 게 껍질에서 추출한 천연 소재이며, 리그닌은 목재의 주요 성분으로, 모두 생분해성과 친환경성을 동시에 갖추고 있어 환경 문제 해결에도 기여할 수 있다는 점에서 주목을 받았다.
또한, 양이온성 키토산과 음이온성 리그닌 간의 정전기적 인력을 이용한 혁신적인 코팅 기술을 통해 면섬유와 목재, 폴리우레탄 폼에 안정적으로 적용했으며, 고분자 층 사이에 고성능 탄소나노튜브를 삽입함으로써 열안정성과 난연 성능을 크게 강화한 신소재를 제작한 데 이어 복합소재의 구조와 뛰어난 난연 메커니즘을 체계적으로 규명했다.
연구를 지도한 조충연 교수는 “학생들이 노력 끝에 연구결과를 저명 국제학술지에 제1저자로 게재한 것이 매우 자랑스럽다”며 “이번 성과는 향후 섬유 및 플라스틱뿐만 아니라 건축자재, 문화재 보호 등 다양한 분야에서 화재 안전성 확보를 위한 신소재 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
김용군 기자
