카이스트, 강도500배까지 높이는 금속 신소재 개발

[베리타스알파 = 조익수기자] KAIST(한국과학기술원)는 EEWS 대학원 한승민·정유성 교수, 신소재공학과 천석우 교수 공동연구팀이 '그래핀'을 이용해 강도를 수백배 이상 높인 금속 신소재를 개발했다고 3일 밝혔다.

한 교수 연구팀은 금속과 그래핀을 샌드위치처럼 층상 구조물의 형태로 만드는 방법으로 구리와 니켈에 층간 삽입해 각각 순수 구리와 순수 니켈보다 강도를 500배, 180배씩 높이는 데 성공했다.
화학적인 진공 상태에서 금속을 박막 형태로 붙인 그래핀을 금속이 증착된 기판에 옮긴 다음 금속을 붙이는 과정을 반복하는 방법으로 금속-그래핀 다중층 복합소재를 만들어냈다. 이같이 만들어진 소재는 그래핀의 결함 이동 억제 효과 때문에 외부 충격에도 물질의 표면적 결함이 내부로 전파되는 것을 효과적으로 막아주는 것으로 나타났다. 특히 층간 거리가 줄어들수록 전위가 다른 측으로 움직이는 것이 어려워 강도가 증가하는 특성을 보였다고 연구팀은 전했다.

한승민 교수는 "이 신소재에서 그래핀의 질량 비율은 0.0004%에 불과하지만 강도는 수백배 강화되는 놀라운 효과를 보였다"면서 "롤투롤 공정 등을 이용해 양산에 성공한다면 자동차나 우주항공용 초경량 초고강도 부품 제작 등에 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 성과는 권위 있는 과학 학술지 네이처의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 지난 2일자 온라인판에 실렸다.