수리 필요부분 색으로 구분해 `참사 방지`할 길 열렸다

↑ `스피로피란` 민감도 획기적으로 개선한 김재우 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원. [사진 제공 = 한국과학기술연구원]

국내 연구진이 손상을 입어 수리할 필요가 있는 부분을 색깔로 쉽게 구분할 수 있도록 하는 소재의 상용화를 위한 개선 방안을 내놓았다.
15일 한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 구조융복합소재연구센터 김재우 박사 연구팀은 차세대 응력 감응형 소재 '스피로피란'의 민감도를 획기적으로 개선했다고 밝혔다. 스피로피란은 물리적 자극을 받으면 화학구조가 변해 색이 변하는 성질을 가진 분자 수준의 물질이다. 이 물질을 콘크리트나 실리콘 등의 소재에 주입하면 소재 자체가 자극에 반응해 색이 변하는 스마트 소재로 만들어진다.
현재까지는 실리콘의 경우 500% 이상의 심한 변형이 이뤄져야만 색이 변할 정도로 기계적 민감도가 낮아 실제 적용에 어려움이 있었다.
연구팀은 무극성 용매인 '자일렌(xylene)'에 넣어 숙성시키는 과정을 통해 기존 대비 8.5배의 획기적인 민감도 향상을 이뤄냈다. 이에 따라 스피로피란을 실제 현장에 적용하는 새로운 길을 열었다는 평가가 나온다.
특히 연구팀이 개발한 과정은 단순히 용매에 넣어 숙성시키는 과정이기에 다양한 소재에 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.
연구를 진행한 김재우 박사는 "건물이나 비행기 등 표면에 이를 적용한다면 위험성을 사전에 알고 선제적 조치를 하게 돼 미연에 대참사를 방지할 수 있게 될 것"이라고 설명했다. 또한 김 박사 등 연구팀은 이 기술을 기반으로 미래형 웨어러블 센서 및 인공 피부로 응용 연구에 매진할 계획을 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST 주요사업을 통해 수행됐고, 연구결과는 고분자분야 국제학술지 '매크로몰레큘스(Macromolecules)' 최신호에 게재됐다.
[박윤균 기자]