실크를 이용해 탄소 섬유를 만드는 기술이 개발돼 다양한 산업 분야에서 활용이 가능할 것으로 전망된다.

인하대는 진형준 고분자공학과 교수가 이끄는 연구팀이 천연 섬유 물질인 실크 단백질 섬유를 이용해 기존 탄소섬유에 버금가는 높은 강도와 탄성률, 우수한 전기 전도도를 지닌 탄소섬유 개발에 성공했다고 14일 밝혔다.

이 같은 내용을 담은 연구 논문 ‘Super Strong Pyroprotein Fibres with Long-range Ordering’은 지난 13일 세계적인 학술지인 ‘Nature Communications’에 발표됐다.

진 교수 연구팀이 개발한 실크 탄소섬유는 기존 PAN(Polyacrylonitrile)계 합성 섬유와는 달리 천연 단백질 섬유인 실크에 기반 한다는 사실에서 차이를 보인다.

진 교수 연구팀은 수 년 간에 걸쳐 실크가 지닌 구조적 특성을 분석해 독특한 탄소화 거동에 대한 연구를 진행해왔다.

이를 통해 기존 탄소섬유 전구체에 비해 비교적 간단한 공정으로 우수한 물리적 성질을 지닌 탄소섬유를 만들 수 있다는 점을 확인했다.

이번 연구 결과는 콘크리트 구조물 내진 보강 등 토목‧건축 분야와 풍력 발전용 블레이드, 플라이 호일 등 대체 에너지 분야, 고속 운송 기기 분야, 우주‧항공 분야 등 다양한 산업에서 활용할 수 있다.

또 천연 소재인데다 단순 열처리와 길이가 짧은 섬유 원료를 가늘게 늘여 실을 생산하는 방식으로 만들어져 전자섬유, 바이오센서 등 바이오전자 분야에서 활용이 가능하다.

진 교수는 “기존 탄소섬유는 일부 국가와 기업들이 기술 대부분을 독과점하고 있어 새로운 전구체를 이용한 탄소섬유 제조 방식에 관심이 집중되고 있다”며 “실크 탄소섬유는 차세대 핵심 산업인 바이오전자 산업의 생체 적용 소재로 응용 가능성이 매우 높아 학문적인 면에서 뿐만 아니라 산업적으로도 그 파급 효과가 매우 클 것으로 예상된다”고 말했다.

한편 이번 연구는 진 교수와 인하대 고분자공학과 박사후 연구원 조세연 박사 (2015년 인하대 고분자공학 박사 졸업, 현 피츠버그대학교 기계공학과 박사후 연구원), 윤영수(2013년 인하대 고분자공학 박사 졸업) 강원대 에너지공학과 교수, 이성호 KIST(전북 분원) 박사팀, 김병훈 인천대 물리학과 교수 연구팀 등과 공동으로 진행했다.

진 교수가 ‘Nature Communications’에 연구 과제를 발표한 것은 지난 2015년에 이어 이번이 두 번째다.