[한국기술뉴스]

창원대학교 기계공학부 송정일 교수 연구팀은 손상 부위를 원상태로 자가회복이 가능한 복합재료를 개발했다. 창원대학교 산학협력단을 통해 2020년 8월 27일 특허를 출원(출원번호 제1020200108781호)했다. 특허 명칭은 '자가 회복용 마이크로 코어-쉘 캡슐 및 이를 포함하는 자가 회복 가능한 복합재료’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 
 

[기자]

운송 수단에서 사용되는 금속 소재는 무거워서 연비의 효율이 떨어진다는 문제가 있습니다. 최근 연구를 통해 강도가 높고 가벼운 복합 재료가 개발되고 있습니다. 그러나 복합 재료는 충격이 발생했을 때 내부에 미세 균열이 발생하게 되고 균열이 누적되며 제품의 수명이 줄어든다는 문제가 있습니다. 미세 균열은 발견이 어렵고 수리의 한계가 존재해 재생이 가능한 복합 재료로 대체하고 있습니다. 그러나 종래의 자가회복용 캡슐은 화학적 독성이 강한 물질로 이루어져 있어 인체에 유해하고 폐수 및 폐액 처리 등의 환경 문제를 유발한다는 문제가 있습니다.

창원대학교 연구팀은 복합 재료의 안전성과 내구성을 향상시키며 친환경적인 자가회복용 캡슐을 개발했습니다.

개발된 캡슐은 원형 모양의 이중 모체로 중심부인 코어는 비닐 에스터로 구성되어 있습니다. 코어와 쉘을 연결하는 부분은 계면 활성제로 이루어져 있고 바깥 부분인 쉘은 이산화규소로 구성되어 있습니다. 복합 재료를 포함하는 물체가 외부로부터 충격을 받아 손상을 입었을 때 개발된 캡슐의 쉘이 파괴되면서 중심부에 있는 치유 물질인 코어가 흘러나와 손상 부위를 원상태로 복구해 줍니다.

개발된 캡슐은 친환경적이고 제조 비용이 저렴하다는 이점이 있어 균열이 발생하기 쉬운 시멘트와 골재 등에 혼합해 활용할 수 있습니다. 공공 구조물이나 운송 수단에서 발생하는 미세한 균열을 자가 회복해 안전성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

빈번한 수리나 교체 과정 등의 유지 보수 비용을 줄일 수 있어 경제적일 뿐 아니라 자가회복능력을 통한 재료의 품질을 유지시켜 폐기물 감소를 통한 친환경적인 건설이 가능할 것으로 기대됩니다.