국립금오공대 연구팀, 실리카 나노섬유 필터 제조 기술 개발

[아이뉴스24 황금산 기자] 국립금오공과대학교 화학소재공학부 은종현·설인환 교수 연구팀이 산업현장에서 필터 소재로 활용되는 실리카 나노섬유 제조 기술을 개발했다.

국립금오공대는 연구팀이 화학반응 속도와 고분자 사슬 얽힘의 균형점을 찾아 구조적으로 안정한 실리카 나노섬유를 만드는 공정 조건을 확립했다고 4일 알렸다. 학계는 이번 기술이 다양한 산업 현장의 필터 소재로 활용될 수 있을 것으로 내다봤다.

열과 화학물질에 강한 실리카 나노섬유는 제철·발전·소각 시설 등 기존 고분자 필터를 사용하기 어려운 환경에서 필요하지만, 원료 성분의 비율을 최적으로 맞추는 것이 어려웠다.

연구팀은 섬유 형태와 화학 구조의 변화를 분석한 결과 ‘반응 속도–고분자 사슬 얽힘’의 균형점을 찾아냈다.

특히 최적의 나노섬유 매트는 3D 프린터로 제작한 상·하부 금형 사이에 넣고 눌러도 찢어지거나 구멍이 나지 않고 입체 형상으로 성형됐다. 실리카 기반 나노섬유는 원하는 모양으로 가공하기 어려웠지만 이번 연구로 다양한 형태의 필터로 만들 수 있는 가능성을 보여줬다.

이번 연구는 실리카 나노섬유의 반응 속도, 구조, 공정 조건 등을 체계적으로 규명하며 엘스비어(Elsevier)가 발행하는 분리막 분야 대표 학술지인 ‘Journal of Membrane Science'에 24일 게재됐다

이 논문은 이선빈(소재디자인공학과 석사과정) 학생이 제1저자로 참여했으며 설인환·은종현 교수가 공동 교신저자를 맡았다.

연구를 지도한 은종현 교수는 “실리카 나노섬유 제조의 핵심 난제였던 반응 속도와 고분자 사슬 얽힘 사이의 균형점을 찾아 열적 안정성이 요구되는 필터 분야에 폭넓게 활용할 수 있는 무기물 나노섬유의 설계 지침을 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.