국내 연구진이 차세대 소재 분야에서 잇따라 혁신적인 성과를 거뒀습니다. 국립금오공과대학교와 숭실대학교 연구팀이 각각 고강도 나노섬유 제조 공정과 고효율 기체 분리 기술을 개발하며 산업 현장의 기술적 난제를 해결할 돌파구를 마련했습니다.
국립금오공대 화학소재공학부 은종현·설인환 교수 연구팀(제1저자 이선빈)은 화학반응 속도와 고분자 사슬 얽힘의 균형을 찾아 결함 없는 실리카 나노섬유 제조 공정을 확립했습니다. 연구팀은 실리카 원료(TEOS) 18wt%와 고분자(PVP) 2.4g을 최적 조성으로 규명했으며, 300도 열처리 시 인장강도가 기존 0.14 MPa에서 0.30 MPa로 114.3% 향상되는 결과를 얻었습니다. 이 섬유는 2~4㎛ 크기의 미세입자를 98.6% 포집하는 우수한 성능을 보였습니다.
이 기술은 제철, 발전, 소각 시설 등 고온 배기가스 환경은 물론 반도체, 디스플레이, 이차전지 제조 공정의 클린룸 필터로 활용될 전망입니다. 기존 고분자 필터가 견디기 힘든 가혹한 환경에서도 안정적인 성능을 발휘할 수 있어 산업적 활용도가 높습니다.
숭실대 화학공학과 안윤호 교수 연구팀은 고분자 사슬이 다공성 소재 내부로 침투하는 현상을 이용해 이산화탄소와 질소 분리 성능을 획기적으로 높였습니다. 연구팀은 기체 분리막의 선택도를 기존 0.58에서 26.6으로 40배 이상 개선했습니다. 이번 기술은 ZIF-8뿐만 아니라 ZIF-7, ZIF-67 등 다양한 금속유기골격체에도 적용 가능한 범용적인 설계 전략으로 평가받습니다.