첨단신소재 고강도·저공해 추세
◎선진국 개발경쟁 치열… 일지,10대기술 소개/썩는 플라스틱/녹말등 원료… 일,3년내 실용화/파인 세라믹스/디젤엔진 1300˚C서 작동 가능/자기증식·상처회복 가능한 인공생체도 연구중
첨단기술의 실용화를 위해 반드시 선결돼야 하는게 신소재개발이다.81년부터 시작된 미국 일본 유럽등 기술선진국들의 신소재 개발경쟁은 갈수록 고기능,고강도,저공해소재로 치열해지고 있다.이 중에서도 최근 일본의 기술전문지「트리거」가 뽑은 주목해야할 10대 신소재를 알아보면
◇경사기능재료=두가지 이상의 재료가 고루 혼합된 재료를 균일재료,경계면을 두고 합쳐진 재료를 복합재료라 하는데 비해 경사기능재료란 열전도율등 재료의 대표적인 기능이 오른쪽 상단 혹은 오른쪽 하단등 한쪽에 두텁게 다타나는 재료를 말한다.일본서 첫 창안된 이 재료의 가장 큰 활용분야는 지구와 우주 사이를 오가는 우주왕복선의 단열재.경사기능소재는 우수선의 대기권진입시 마찰열에 의한 고온으로부터 기체를 보호해줄 뿐만아니라 세라믹과 금속분체·섬유·박편등의 미묘한변화로 열응력을 작게해 기체의 안착력을 향상시킨다.
경사기능재료는 이밖에도 인공치아,뼈,관절,장기등의 의·공학재료,광섬유,렌즈,센서등에도 쓰인다.
◇생분해성 플라스틱=썩지않아 환경공해문제로 대두되고 있는 플라스틱을 대체하기 위한 것이다.일본은 키토산과 셀룰로오스,녹말을 원료로 한 생분해성 플라스틱을 개발,3년후 실용화를 목표로 제조기술개발에 착수했다.이 제품은 토양과 바다에서 2주∼18개월 사이 완전 분해되며 생태계피해는 하나도 없다.
◇수소저장 합금=문자그대로 수소를 흡수해 저장하는 함금.기체상태보다 1천배 높은 밀도로 수소를 저장하므로 수소자동차등에 효과적인 수소저장수단으로 쓰인다.수소저장합금은 수소와 반응해 열을 내면서 금속수소화물이 되기도 하고 이와 반대로 열을 흡수하면서 수소를 발생시키기도 하는데 이를 이용한 열펌핑기술로 냉·난방시스템도 개발중이다.
◇고장력알루미늄합금=고속전철등의 차체 경량화를 위한 신소재.지난 3월 일본 동해도 신간선의 「소망호」에 사용된 알루미늄,마그네슘,실리콘합금은 차량무게를 종래의 25% 경량화하는데 성공하는등 기술이 급진전되고 있다.
◇자외선차단섬유=자외선을 흡수하고 열을 반사하는 세라믹을 섬유에 섞거나 자외선흡수제를 섬유에 코팅하는 등의 방법으로 자외선 투과량을 줄여주는 의류소재.오존층파괴및 자외선증가에 의한 피부암,백내장피해가 경고되면서 패션을 넘어 의료분야에까지 진출추세를 보인다.
◇초합금=항공기엔진,가스터빈,각종 열교환기등 섭씨 7백도이상의 고온연소,화학반응에 견디는 합금소재.최근에는 내열온도를 섭씨 1천50도까지 올리는데 성공한 바 있는데 주된 재료는 니켈에 텅스텐,코발트,크롬,알루미늄,몰리브덴,티타늄,미량의 탄소,철,지르코늄을 함유하고 있다.
◇화인 세라믹스=81년부터 신소재개발 붐을 일으켰던 대표주자로 내열합금이 기껏해야 섭씨 1천도를 견디는데 비해 세라믹은 1천3백도를 견뎌 냉각시키지 않고 운전할 수 있는 디젤엔진을 제작하는게 가능하다.터보충전기 개발과 함께 세라믹의 복합재료화도 진행중.예를들면 산화알루미늄 입자에 나노사이즈(1천분의1마이크로)의 탄화규소미립자 5%를 분산시킨 결과 강도가 5배,점성이 50%이상 증가된 신소재가 탄생했다.
◇종이 페이싱=재생지,부직포에 이어 석면을 대체하는 자동차 클러치와 브레이크의 마찰재소재로 종이가 각광을 받고 있다.
◇인공생체재료=성장하고 증식하며 상처를 입으면 출혈을 하다 스스로 수복되는 기능을 가진 인공생체재료가 서서히 개발되고 있다.인체의 성장과 함께 자라는 인공폐,생체에 흡수되는 인공뼈,새살이 돋는 인공피부 등이 활발히 연구중이다.
◇엔지니어링 플라스틱=내열성,기계적강도,내마모성이 우수,자동차나 전자기기분야에서 널리 쓰인다.이중에서 가장 투명한 폴리 카보네이터(PC)는 내충격성과 정밀성이 우수,콤팩트디스크(CD)기판이나 유리를 대신한 광학렌즈로 사용된다.액정폴리머라는 특수 플라스틱은 섬유강화복합재료와 같은 성능을 보여 세계각국의 개발경쟁이 치열하다.