인더뉴스 제해영 기자ㅣ부산대학교(총장 최재원)는 응용화학공학부 성동기 교수 연구팀이 강성과 연성을 동시에 갖춘 ‘종이접기형’ 차세대 복합재료 개발에 성공했다고 15일 밝혔습니다.
성 교수팀이 개발한 신규 복합소재는 강철보다 강하면서도 절반 이하로 가벼운 탄소섬유와 케블라섬유를 활용해 강성과 유연성을 선택적으로 구현할 수 있는 것이 특징입니다.
기존 복합재료는 강도가 높으면 유연성이 떨어지고, 유연성을 확보하면 강도가 약해지는 한계가 있었지만 이번 연구는 두 가지 성질을 가진 고분자 수지를 필요한 부위에만 선택적으로 넣을 수 있는 다중수지 토출공정을 통해 이를 극복했습니다.
연구팀은 이 공정을 적용해 접히고 펼쳐지는 부위별로 강성 및 연성을 다르게 설계한 일체형 복합재료를 제작했습니다. 신규 소재는 1000번 이상 반복적으로 접었다 펴도 내구성을 유지해 향후 차세대 로봇, 전개형 우주 구조물, 웨어러블 기기 등 첨단산업에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
특히 기존 복합재료보다 제조 공정이 간단해 2분 내 대량생산이 가능하고 고가의 장비나 복잡한 조립이 필요 없다는 점에서 상용화 가능성이 높습니다.
성 교수는 “이종섬유 적층 설계와 다중 고분자의 선택적 토출공정, 종이접기 구조를 융합해 항공기 수준의 강성을 가지면서도 자유롭게 접히는 복합재료를 손쉽게 제작할 수 있는 기술을 처음 제안한 것”이라며 “트랜스포머 로봇이나 태양광 돛 우주선 등 미래형 제품 구현의 기술로 발전할 수 있을 것”이라고 말했습니다.
연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 나노소재기술개발사업과 미래기술연구실사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 '컴퍼지트스 파트 비: 엔지니어링(Composites Part B: Engineering)' 25년 10월호에 게재됐습니다. 논문 제목은 ‘Deployable fiber-reinforced polymer for advanced monolithic Rigid-Soft robotics applications(일체형 강·연성 로보틱스용 전개형 섬유강화 복합재료)’입니다.
