자동차, 항공부품 등의 친환경 나노소재를 응용하는 새로운 분야의 창출이 기대되고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 최초의 외국인 신분 정규 연구원인 신금속재료연구센터 에릭 플러리(Eric Fleury)박사 연구팀은 고려대 이재철교수 연구팀, 포항공대 이병주교수 연구팀과 함께 ‘새로운 고강도 고연성 비정질 나노복합재료’를 개발했다고 6일 밝혔다.

◀왼쪽부터 김기배 박사, 에릭 플러리 박사, 김유찬 박사

이번에 개발된 재료는 비정질재료의 사용에 있어 가장 문제가 되고 있는 취성을 획기적으로 개선시킴과 동시에 강도 또한 크게 향상시킨 재료로 우리나라와 미국 등 국내외에 원천특허를 출원했다. 또 관련 연구결과는 ‘어플라이드 피직스 레터(Applied Physics Letter)’ 및 ‘악타 메터리얼리어(Acta Materialia)’ 등 약 15여편의 저명한 국제학술지에 게재됐다.

비정질재료는 결정질재료와 달리 구조적으로 불규칙한 액체상태의 원자배열을 하고 있어 결함이 없는 균일한 구조를 갖고 있기 때문에 고강도 및 고탄성변형 등 기존 금속소재의 물성한계를 능가하는 차세대 구조용 금속소재로 주목되고 있다. 하지만 급작스런 파괴거동을 나타내 구조용 소재로 응용하는데 많은 제약이 따랐다.

이같은 문제점을 극복하기 위해 비정질기지 복합재료에 대한 연구가 많은 연구자들에 의해서 진행됐으나 이제까지의 연구결과는 연성은 향상되지만 강도가 감소하는 문제점을 보였다.

KIST 연구진은 우수한 비정질 형성능 및 성형성을 가지는 구리계 비정질재료와 함께 고융점 원소를 이용, 내부적으로 균일한 제2상을 형성시킨 새로운 비정질기지 복합재료를 개발했다. 새로 개발된 복합재료는 철강재료의 2-3배에 달하는 강도와 더불어 기존 비정질재료에 비해 300% 이상 연신을 보이고 소성변형이 획기적으로 향상돼 그 응용가능성이 매우 크다고 평가되고 있다.

이번 연구를 통해 얻어진 고성형성을 갖는 구리계 비정질재료 및 고강도 고연성의 비정질기지 복합재료는 초소형정밀부품(MEMS), 휴대폰·PDA 등 정보통신기기의 외장부품 및 전차관통자와 같은 국방위산업 등 고부가가치 산업에 이용가능성을 제시했다. 향후 이를 위한 연구를 보다 심도 있게 진행하면 자동차, 항공부품 등의 친환경 나노소재를 응용하는 새로운 분야의 창출을 가능케 할 것으로 전망된다.

한편 국내산업의 한 축을 담당하고 있는 자동차산업 등 기계수송분야를 포함, 오는 2010년에 약 1조원 정도의 국내시장이 형성될 것으로 보인다.