[파이낸셜뉴스]  국립한국해양대학교 기술지주㈜의 자회사인 친환경 복합소재 전문 기업 ㈜컴퍼지트솔루션즈가 단일 소재의 이종 융점 기술을 기반으로 가볍고 강한 특성을 가진 srPET(Self-Reinforcement PET) 복합재료 개발에 성공했다. 이 기술은 차세대 모빌리티 및 항공 산업용 소재로서의 적용 가능성을 검토 중이며, 지난 24일 열린 대한항공 임원들을 초청한 전문가 자문 간담회에서 본격적으로 논의됐다. 컴퍼지트솔루션즈가 개발한 srPET 복합재료는 기존 LMF(저융점 섬유) 기술보다 뛰어난 성능을 지닌 것으로 평가된다. 가볍고 강한 특성을 지닌 이 소재는 스마트해양모빌리티와 항공산업의 핵심 요구에 부합하고 탄소중립과 고성능을 동시에 실현하여 글로벌 경쟁력을 강화할 수 있는 중요한 기술로 판단, 차세대 모빌리티 산업에의 적용이 기대된다. 이 회사 김세윤 대표는 “다가올 차세대 미래 모빌리티용 소재는 환경을 고려해 친환경 소재로 검토될 것이고, 원소재의 재활용에 의한 복합 재료화를 통해 탄소중립에 발맞춰 첨단 신소재 기술 개발에 박차를 가할 것으로 기대된다”며 “국립한국해양대와 공동연구 및 연구 기관들의 긴밀한 협업을 통해 보다 차별화되고 선진화된 독보적인 기술을 갖게 될 것”이라고 밝혔다. 이번 srPET 복합재료가 미래의 친환경 모빌리티 소재로 자리잡을 것이라는 확신이다. 국립한국해양대 해양신소재융합공학과 김윤해 교수는 “컴퍼지트솔루션즈와의 공동연구를 통해 향후 스마트 해양·항공 차세대 모빌리티 분야에서 응용될 수 있도록 연구를 확대하겠다”면서 “앞으로 스마트 해양모빌리티 글로벌 혁신인재양성 및 차별화된 선진 기술개발을 위해 다방면으로 협력할 것”이라고 강조했다. 국립한국해양대 기술지주㈜ 주양익 대표이사는 “국립한국해양대의 기술을 이전 받은 학생창업 기업이 지속적인 연구협력으로 목표한 개발성과를 이루어 낸 좋은 예”라며 “이러한 친환경 소재의 개발로 해양, 항공, 자동차, 건축, 안전 등 다양한 산업 분야에서 활약할 수 있도록 지원을 아끼지 않을 것”이라고 밝혔다. paksunbi@fnnews.com 박재관 기자

[파이낸셜뉴스] 엠젠솔루션은 복합 탈세포화 기술 개발에 성공했다고 24일 밝혔다. 회사 측에 따르면 이 기술은 다양한 이종 조직을 활용한 생체재료 개발에 다양하게 활용 가능할 전망이다. 엠젠솔루션이 개발한 탈세포화 기술은 돼지 등 이종 반월상 연골판 조직에서 세포핵과 DNA 등은 제거하고, 세포외기질의 3차원 구조는 유지시킬 수 있다. 연조직, 혈관 등에 비해 이종 반월상 연골판은 조직의 두께와 밀도가 높아 일반적인 탈세포화 기술 적용 시 시간이 많이 소요된다. 또 본래의 조직이 손상되며 고가의 효서 및 단백질 분해 억제제를 사용해야 하는 문제로 대량생산 시 경제성이 떨어지는 단점이 있다. 연구팀이 개발한 이종 조직의 복합 탈세포화 기술은 고가의 효소 및 단백질 분해 억제제 등의 사용을 최소화하고 반응 시간을 단축했다. 회사 관계자는 “이를 통해 세포외기질 및 3차원 구조의 손상은 최소화하고 체내 이식 시 면역거부 반응을 일으킬 수 있는 세포와 DNA를 효과적으로 제거할 수 있다”고 밝혔다. 또 검증 결과 탈세포화 후 조직 내 세포핵이 발견되지 않았으며 잔류 DNA 농도도 50 ng/mg 이하로 탈세포화 기준에 부합했다. 회사 관계자는 “미국 국립보건원(NIH)에 따르면 반월상 연골판 손상은 10만명당 60명 정도 발생하는 흔한 질병으로, 현재 외과적 시술이 주로 사용되고 있다”며 “그러나 이러한 치료법은 반월상 연골판의 기능을 완전히 복원, 재생시키고 골관절염을 예방하는 데 한계가 있다”고 말했다. 이어 “특히 이식술의 경우 동종이식편의 수가 매우 제한적이며, 감염 및 면역 반응에 따른 이식 거부 반응 등 잠재적 위험성이 존재한다”고 덧붙였다. 엠젠솔루션은 이 복합 탈세포화 기술 관련 특허 출원을 준비 중이다. 추가적인 안전성과 생체 역학적 평가를 마치고 내년 내에 동물 유효성 평가와 국내 식약처 허가를 위한 시험도 진행할 계획이다. 회사 관계자는 “시장조사기관 BIS리서치에 의하면 생체재료 개발 시장은 2031년 7258억800만달러(약 942조원)에 이를 것으로 전망된다”며 “복합 탈세포화 기술은 다양한 이종 조직을 활용한 조직 재생용 생체재료 개발에 활용될 수 있다”고 전했다. 또한 “반월상 연골 손상으로 고통받는 환자들의 삶의 질 향상에도 크게 기여할 것"으로 기대했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 코스닥 상장사 컬러레이가 자동차 코팅의 핵심 기술로 알려진 고성능 전도성 복합재료 개발에 성공했다. 18일 업계에 따르면 컬러레이는 지난 17일 중국 저장성의 국가 성급 과학연구 프로젝트에 공식 신청서를 제출했다. 이번 신청은 오는 8월 승인될 예정이다. 고성능 전도성 복합재료는 전도성을 갖추지 않은 자동차 외부 플라스틱이 전도성을 가질 수 있도록 코팅해준다. 이로써 정전기 스프레이로 자동차에 색을 입힐 수 있도록 도와주는 기술이다. 자동차의 기존 코팅 방식은 에어 스프레이를 분사하는 방식이지만, 최근 작업 효율성 증가와 환경 보호를 위해 정전기 스프레이 코팅 방식으로 대체되고 있다. 정전기 코팅 스프레이는 기존의 인공 에어 스프레이보다 작업 효율성을 10배 향상시키고 코팅 활용도도 25~40% 증가시킨다. 회사 측은 "생산비용을 절감하는 동시에 휘발성 유기물(VOC)의 배출량을 줄여 코팅 생산이 환경과 건설 인력에게 미치는 피해를 줄일 수 있다"고 설명했다. 컬러레이는 지난 2019년부터 전문 과학 연구팀을 구성해 장난대 화학재료공학부와 고성능 전도성 복합재료의 연구개발을 시작했다. 컬러레이가 개발한 고성능 전도성 복합재료는 나노운모를 기반으로 회사 고유의 전도층 필름 코팅 기술과 표면 개질 기술을 결합해 만든 것이다. 중국의 자동차 판매량은 2022년까지 7년 연속 2500만대를 넘어 2009년 이후 줄곧 세계 판매 1위를 유지하고 있다. 2022년 말까지 중국 자동차 보유량은 약 3억2000만대다. 또 자동차 경량화가 발전하면서 범퍼, 도어스커프, 문콕방지가드 등 많은 자동차 부품이 플라스틱으로 대체되고 있다. 현재 중국시장에서 자동차 전도성 프라이머에 사용되는 재료는 모두 수입에 의존하고 있다. 대표적인 제품은 일본 이시하라에서 개발한 제품이 있지만 평균 가격이 1t당 50~70만위안(약 1억2000만원)으로 매우 높아 자동차 프라이머 코팅 재료의 비용도 함께 증가했다. 중국 자동차 생산량이 증가하면서 자동차 프라이머에 사용되는 고성능 전도성 복합재료에 대한 수요도 늘어나고 있다. 현재 전도성 복합재료의 시장 가격은 1kg당 약 500~700안(12만원)이고, 차량당 평균 대수로 계산하면 2022년에는 거의 3만t의 전도성 도료가 소비된다. 생산액은 200억위안(약 3조5000억원)에 육박한다. 컬러레이 관계자는 "전기차, 도시 고속 경전철 등 차량의 발전으로 고성능 나노 전도성 코팅재료에 대한 수요가 증가하고 전도성 코팅의 응용 분야가 지속적으로 확대될 것"이라며 "다년간의 기술과 경험 축적을 통해 고성능 전도성 코팅 재료를 개발했고 자동차 업계에 원재료 값 절감과 환경 보호를 동시에 이룰 수 있을 것으로 보인다”고 말했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

자동차 실링 장비와 플라즈마를 이용한 나노 제조기술을 보유한 ‘대명티에스’는 2022년 1월 21일부터 24일까지 태국 방콕에서 온라인으로 개최되는 ‘제7회 복합 재료 및 재료 공학 국제 컨퍼런스(이하ICCMME)’에 참가한다고 밝혔다. 이번 컨퍼런스 현장에서는 ㈜대명티에스 NPP 사업부 고석근 박사가 공식 초청을 받아, 국내외 저명한 석학들에게 기술의 우수성을 발표하는 자리가 마련된다. ICCMME는 한국과 중국, 일본과 싱가포르 등 아시아 주요 국가가 참가하고 연세대학교, 고려대학교 및 중국 쓰촨대학교 등 주요 대학과 연구기관이 스폰서로 참가하는 아시아 최대의 재료 공학 국제 컨퍼런스다. 지난 2016년 제1회 행사를 시작으로 매년 개최되고 있으며 올해 제7회를 맞았다. 오프라인으로 진행될 예정이었던 이번 행사는 장기화되는 팬데믹 여파로 인해 온라인으로 개최된다. ㈜대명티에스 고석근 박사는 “ICCMME 2022를 통해 『플라즈마를 이용한 나노분말입자(NPP)』 공법을 소개하고, 이를 적용한 항균 부직포와 항균 필터, 항균 원사 등 개발된 제품군의 현재 성과 및 향후 기술 전개에 대해 논의할 예정이다. 자사는 더욱 다양한 항균 제품들을 개발 중에 있으며, 이미 개발 완료된 제품에 대해 해외 진출을 위한 파트너십도 모색 중”이라고 밝혔다. 이어 “NPP 기술은 재료의 표면에 나노입자를 형성시키는 독자적인 공법으로, 무기 항균제를 적용함으로써 인체에 무해한 항균 공법이며, 지속적인 항균이 가능하다는 차별성이 있다. 이 공법은 다양한 제품군에 적용이 용이하며 현재 부직포와 필터류, 섬유 회사들과 제품 적용에 관해 활발한 논의가 진행 중이다. 그 외에도 해외 주요 업체와 제품 개발에 대한 평가를 진행 중이다”라고 덧붙였다.

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 같은 재료를 가지고도 용매에 따라 소재의 성질이나 구조가 달라진다는 사실을 밝혀냈다. UNIST 에너지 및 화학공학부의 김소연 교수팀은 고분자와 나노입자를 혼합하는 '용액 혼합 방식'에서 '용매'가 재료의 최종 구조와 특성에 중요하게 작용한다고 30일 발표했다. 용액 혼합 방식은 고분자와 나노입자를 용매에 녹여 혼합한 뒤 용매를 증발시켜 복합재료를 얻는 기법인데, 어떤 용매를 사용하는지에 따라 최종 물질의 특성이 달라진다는 이야기다. 김소연 교수팀은 고분자와 나노입자의 서로 맞닿는 경계면에 영향을 주는 요소로 '용매'에 주목했다. 용매는 반응 후 제거되므로, 물질계가 반응 전후에 평형을 이루면 어떤 용매를 쓰든 같은 성질의 복합체가 만들어져야 한다. 그런데 실제로는 복합체를 만드는 복잡한 과정으로 인해 반응 전후에 평형을 이루지 못한다. 용매에 의한 '비평형 효과'가 나타나는 것이다. 연구팀은 '똑같은 고분자와 나노입자'로 복합체를 만들면서 '서로 다른 용매'인 물과 에탄올을 이용해, 각 용매가 경계면 두께에 미치는 효과를 규명했다. 측정결과 에탄올을 용매로 사용했을 경우 나노 입자에 달라붙어 경계면 층을 이루는 고분자의 비율이 약 2배 더 높게 나타났으며, 경계면층의 두께도 1nm 더 두꺼웠다. 1nm에 불과한 경계면의 두께 차이는 전체 복합체의 특성에 영향을 주기에 충분했다. 충분한 양의 나노입자와 짧은 사슬 길이를 갖는 고분자를 이용해 에탄올 용매에서 복합체를 만든 경우, 물에서 만든 나노복합체보다 액체에 가까운 성질을 보였다. 경계면층에 두텁게 붙은 고분자들의 서로간 반발력(입체반발력)에 의해서 전체 입자들이 골고루 퍼지는 현상이 생기기 때문이다. 물에서 제조된 복합체의 경우 전체 입자들이 퍼짐이 불규칙해 유리처럼 딱딱한 성질이 더 강했다. 하지만 고분자 사슬이 너무 길면 고분자 사슬간 엉킴으로 인한 나노입자의 뭉침이 심해져 오히려 경계면층이 두꺼운 나노복합체가 더 단단해지는 현상이 나타났다. 김소연 교수는 "똑같은 양의 동일 재료를 이용하더라도 초기 용매에 따라 판이한 상태의 고분자 나노복합체가 제작될 수 있다"며 "이번 발견은 고분자 나노 복합소재를 설계할 때 각 요소의 특성과 더불어 '비평형 효과'도 고려해야 함을 보여준다"고 설명했다. 이 연구결과는 물리학 분야에서 세계적으로 저명한 학술지인 '피지컬 리뷰 레터스' 17일자에 게재됐다. 연구 수행은 UNIST-PAL 빔라인과 한국연구재단의 지원을 받아서 진행됐으며, 연구에는 신태주 자연과학부 교수도 참여했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

국내 연구진이 값 비싼 백금을 대체할 저렴한 복합재료 촉매를 이용해 수소를 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 탄소융합소재연구센터 이성호 센터장과 건국대학교 미래에너지공학과 조한익 교수 공동연구팀은 '황화 몰리브데늄(MoS3)'과 탄소나노튜브를 이용해 수소를 고효율로 생산하는 촉매를 제조하는데 성공했다고 27일 밝혔다. KIST 연구진은 황화 몰리브데늄에 간단한 화학적 처리해 특별한 결합구조를 다수 생성한 후, 탄소나노튜브 표면에 도포해 복합재료 촉매를 제조했다. 그 결과, 수소를 생산하는 데 영향을 미치는 '강하게 결합된 황(가교화된 황, Bridging S)'의 수가 많아져 기존 대비 약 30% 향상된 성능을 보였다. 최근 수소연료전지 자동차, 수소를 이용한 에너지저장 방식 등 전 세계적으로 수소 경제사회 활성화를 위한 노력이 세계 각국에서 이뤄지고 있다. 성공적인 수소 경제사회를 위해서는 에너지저장에 필요한 수소를 효율적으로 만들어 내야만 한다. 수소생산을 위해서는 주로 물을 전기분해해 사용하는데, 이때 백금 등의 귀금속을 촉매로 사용하고 있다. 값 비싸고 구하기 어려운 귀금속을 이용해 수소를 생산하는 것은 경제적 부담이 매우 커서 백금 대신에 경제적으로 사용할 수 있는 촉매를 개발할 필요가 있다. KIST 연구진은 비정질 황화 몰리브데늄(MoS3)에 중점을 두고 촉매 개발 연구를 진행했다. 이 물질은 황과 몰리브데늄이 결합되어 있는 무기화합물로서 수소를 흡착하는 능력이 우수하다. 이 성질을 갖는 황화 몰리브데늄을 촉매로 사용하면 물을 전기분해해 친환경적이고 고효율로 수소를 생산할 수 있다. 또한, 기존의 촉매는 값비싼 백금 등의 귀금속으로 만들어지는 데 비해 원가가 매우 저렴해 차세대 수소생산 촉매로 주목받고 있다. KIST 탄소융합소재연구센터 이성호 센터장은 "기존의 황화 몰리브데늄 촉매의 성능을 획기적으로 개선한 성공사례"라며, "이를 이용한 저비용·고효율, 친환경 수소생산 성능 구현은 수소 자동차와 수소 충전소의 대중화를 앞당기는 중요한 초석이 될 것으로 생각한다."라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업, 기후변화대응과제로 수행됐으며, 연구 결과는 촉매 분야 최고 수준 과학전문지인 'Applied Catalysis B: Environmental' 최신호에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

한국과학기술단체총연합회는 차기 회장인 이우일 서울대 기계항공공학부 교수(사진)가 지난 14일 호주 멜버른에서 열린 국제복합재료학회(ICCM) 총회에서 회장으로 선출됐다고 16일 밝혔다. 임기는 17일부터 2년이다.ICCM은 항공우주, 기계, 토목건축 등 분야에서 활용되는 복합재료 관련 세계 최대 학술단체로 30여개국의 연구자들이 참여하고 있다. 이 교수는 2011년 제주에서 열린 ICCM 조직위원장을 맡았고, 2017년에는 ICCM 수석부회장으로 선출됐다. fnljs@fnnews.com 이진석 기자

꿈의 나노 물질로 불리는 그래핀(Graphene) 관련주가 증시에서 동반 강세를 보이는 가운데 덕양산업이 그래핀 나노복합재료 제조에 관한 특허를 보유하고 있어 상승세다. 15일 오후 1시 30분 현재 덕양산업은 유가증권시장에서 전날보다 14.12% 오른 1490원에 거래되고 있다. 그래핀은 흑연의 한 층을 부르는 말로 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 빨라 미래 가치가 인정받고 있다. 그래핀의 활용 분야 역시 초고속 반도체, 휘는 디스플레이, 디스플레이 컴퓨터, 고효율 태양전지 등 4차 산업혁명과 관련성이 높다. 이런 가운데 덕양산업은 그래핀의 개질방법 및 이를 이용한 나노복합재료의 제조방법에 관한 특허를 보유하고 있어 매수세가 몰리는 것으로 풀이된다. 회사 측은 "본 발명은 산화흑연을 환원해 제조한 그래핀을 알코올 혹은 알코올과 물의 혼합물에 분산시킨 후 산 촉매 존재 하에서 반응시켜 표면에 히드록실기의 양이 증대되고, 그래핀 구조의 흠집이 감소된 고성능 그래핀을 개질하는 방법에 관한 것"이라고 설명했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

14일 서울 영동대로 코엑스에서 열린 'JEC 아시아 2018 국제복합재료 전시회'에서 관람객들이 한국카본의 자동차를 비롯해, 항공, 건축, 레저스포츠, 풍력발전 등 다양한 산업분야에 적용되는 제품들을 살펴보고 있다. 사진=박범준 기자artpark@fnnews.com 박범준 기자

14일 서울 영동대로 코엑스에서 열린 'JEC 아시아 2018 국제복합재료 전시회'에서 관람객들이 SK케미컬의 탄소복합소재로 만든 자동차 부품을 살펴보고 있다. 사진=박범준 기자artpark@fnnews.com 박범준 기자