'더 가볍게 더 강하게'…초경량 탄소섬유 복합재 개발

[앵커]
드론이나 로봇 분야에서는 가벼우면서도 강한 구조의 소재가 성능을 좌우합니다.

국내 연구팀이 로봇 팔처럼 복잡한 3차원 구조물을 끊김 없이 만들 수 있는 초경량 탄소섬유로 복합재를 개발했습니다.

임늘솔 기자가 보도합니다.

[기자]
바늘과 실로 옷을 꿰매듯, 하나의 섬유가 공간을 따라 촘촘히 엮입니다.

국내 연구팀이 탄소섬유를 끊지 않고 3차원 공간에 직접 배치해 구조를 만드는 초경량 복합재를 개발했습니다.

연구팀은 3D 프린팅으로 섬유 경로를 잡아주는 지지 구조를 만든 뒤,


계산된 경로를 따라 탄소섬유를 감는 '메조스케일 격자' 형태를 구현했습니다.

내부가 비어 있어 불필요한 재료를 줄이면서 하중을 효율적으로 분산시킵니다.

같은 무게 기준으로는 기존 격자 구조보다 최대 10배 높은 강도를 구현할 수 있다는 게 연구팀 설명입니다.

[최준영 /서울대학교 정밀기계설계공동연구소 박사후연구원 : 기존과 달리 2층으로 쌓는 구조가 아닌 3차원으로 감는 형식으로 격자 구조를 만들어서 강도를 달성했습니다.]

이번에 개발한 탄소섬유 복합재입니다.

성인 한 명이 올라가서 움직여도 부서지지 않습니다.

드론 프레임을 만들어 실험한 결과, 무게를 약 79% 줄이면서 비행시간은 30% 이상 늘어나는 효과를 확인했다고 밝혔습니다.


[안성훈 / 서울대학교 기계공학부 교수 : 대량 생산할 수 있는 자동화 기계를 만든다든지 산업에 직접 응용해서 얼마만큼 각 산업에서 효과가 나타나는지에 대한 연구가 앞으로 해야 할 거라고 봅니다.]


이번 연구성과는 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐습니다.

YTN 사이언스 임늘솔 입니다.


YTN 사이언스 임늘솔 (sonamu@ytn.co.kr)