중국 과학자들이 혹독한 추위를 견디는 북극곰의 털에서 영감을 받아 가볍고 신축성이 뛰어난 단열 신소재를 개발하는 데 성공했다.

이 단열재는 앞으로 규모를 키워 대량생산이 가능해지면 건축과 우주항공 분야에서 사용될 것으로 기대되고 있다.

'셀(Cell)'지를 발행해온 셀 프레스와 신화통신 등에 따르면 중국과학기술대학(USTC) 화학부문 위슈훙 교수가 이끄는 연구팀은 북극곰의 털과 비슷한 구조를 가진 단열재를 개발해 셀의 자매지인 '켐(Chem)' 최신호에 발표했다.

▲ 단열 신소재 '탄소나노튜브 에어로젤'을 전자현미경으로 들여다본 모습

북극곰의 털은 인간이나 다른 포유류와 달리 안이 비어 있다.

현미경으로 들여다보면 털 가닥마다 중앙에 원통형의 공간을 갖고 있으며, 이런 형태가 북극곰 특유의 외양을 갖게 했다.

이 공간은 특히 열의 이동을 차단할 뿐만 아니라 경량성과 내수성, 신축성 등 단열재가 갖춰야 할 이상적인 조건도 함께 제공해 북극곰 털은 꿈의 신소재로 연구돼 왔다.

연구팀은 탄소나노튜브로 에어로젤을 만들어 북극곰의 털처럼 지속해서 열을 가둬둘 수 있는 가볍고 신축성 있는 소재를 고안해 냈다. 우선 북극곰 털 가닥 굵기로 수백만개의 속이 빈 탄소나노튜브를 만든 뒤 이를 스파게티처럼 에어로젤 블록으로 결합하는 방식을 이용했다.

탄소나노튜브 내부의 직경은 약 35나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1ｍ)로 이 안을 채운 공기는 열을 거의 옮기지 않는 것으로 나타났다.

최저밀도는 1㎥당 8㎏으로 현재 사용되는 다른 단열재들보다 가볍다.

또한 북극곰이 수영하면서 체온을 유지하는 것처럼 물의 영향을 거의 받지 않아 습한 조건에서도 단열효과를 유지할 수 있다.

이와 함께 원래 북극곰 털보다 신축성이 더 뛰어나 단열재 시공도 용이할 것으로 나타났다.

연구팀은 이 신소재를 건축현장 등에서 사용하기 위해서는 현재 센티미터 수준의 생산 규모를 미터급으로 확대하는 것이 우선돼야 할 것으로 보고 있다.

위 교수는 보도자료를 통해 "탄소나노튜브를 현 단계에서 대량생산하는 것이 쉽지 않으나 항공우주산업용으로 개발하면 규모의 제약을 극복할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 밝혔다.

<연합>

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