돌고래의 피부를 모방한 새로운 탄소나노튜브 복합물

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-01-05

미국 네바다 대학(University of Nevada, Reno)의 서종환(Jonghwan Suhr)과 연구진은 다른 수생물질에 비해서 원활하게 물을 통해서 움직이는 돌고래의 속도에 영감을 얻어서 공기 중에서 더 효율적으로 물체를 움직일 수 있도록 돌고래 피부와 닮은 물질을 나노기술을 사용해서 개발했다. 네바다 대학의 서종환 교수와 연구진은 기존의 물질보다 향상된 강도와 뛰어난 진동 흡수력을 가진 새로운 탄소나노튜브 복합물을 개발했다. 일반적인 나노튜브는 나노크기 지름과 매우 작은 길이를 가진 속이 빈 실린더 모양을 하고 있다. 대부분의 물질들은 강도와 진동 감쇠능 사이의 절충된 성질을 가지고 있지만 이번 시스템으로 개발된 탄소나노튜브 복합물은 두 개의 성질을 동시에 증가되도록 하였다고 연구진은 말했다. 추가적으로 연속적으로 강화된 나노튜브 복합물(continuously reinforced nanotube composite)은 가볍고 플렉서블하며 기계적 강건성(mechanical robustness), 뛰어난 피로 저항(fatigue resistance), 전기전도성과 열전도성을 가지고 있다. 또한 직물 조직처럼 반응한다. 이번 연구진에 의해서 만들어진 새로운 나노튜브 표면 물질 즉 연속 탄소 나노튜브-폴리머 복합물은 공기 역학 효율을 향상시켜서 항력(drag force)을 감소시킬 것이다. 또한 이 기술은 재생 가능한 에너지 발생 장치의 효율을 향상시키고 소음을 감소시킴으로서 풍력 터빈 블레이드의 재료로서 사용될 수 있을 것이다. 연구진은 비행기나 우주선이 더 효율적으로 공기를 뚫고 나아가서 연료를 절약할 수 있도록 휘기 쉬운 나노복합물을 사용할 계획을 세웠다. 그래서 무인 항공기 날개의 인공 외판을 만들기 위해서 보잉(Boeing)사와 함께 연구를 진행하고 있다. 연구진은 새로운 개념의 인공 표면을 증명하기 위해서 이 연구에 매진할 예정이며 NSF CAREER(Faculty Early Career Development)을 수상했기 때문에 국립과학기금으로부터 40만불을 지원받기로 했다. 이 생체를 모방한 연속 나노튜브 복합 구조는 근래에 실제 기계 시스템에 가장 확실하고 구체적으로 나노기술을 적용할 수 있는 유망한 기술이라고 네바다 대학의 기계공학과 학과장인 김광(Kwang Kim)이 말했다. 새로운 복합물을 만들려는 연구진의 계획에는 근육을 모방할 수 있기 위해서 부드러운 조직 같은 물질을 전기활성 고분자(electroactive polymer)로 만들기를 원하고 있다. 그림. 항공기와 우주선의 공기 저항을 억제할 수 있는 새로운 나노튜브 복합물의 사진. 1.jpg