금오공대 은종현 교수 연구팀
섬유층에 PA 나노섬유 삽입
탄성계수·파단 변형률도 향상
“자원순환성 높일 기술로 구현”
왼쪽부터 은종현 교수, 임희수·이선빈 학생.
국립금오공과대학교 은종현 교수 연구팀이 재활용 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 기계적 성능을 높이는 계면공학 기술을 개발했다.
CFRP는 항공·자동차·풍력발전 등에 활용되지만 재활용 과정에서 탄소섬유 손상과 길이 단축, 섬유-수지 계면 손상 등으로 물성이 떨어지는 한계가 있다.
연구팀은 재활용 탄소섬유층 사이에 저융점(약 150℃) 폴리아미드(PA) 나노섬유를 전기방사 방식으로 제조해 계면층으로 삽입했다. 그 결과 인장강도는 약 70MPa에서 106MPa로 51%, 탄성계수는 4.2GPa에서 6.3GPa로 50% 향상됐으며, 파단 변형률도 1.4%에서 6.0%로 높아졌다.
연구팀은 나노섬유의 그물망 구조가 미세균열을 억제하는 물리적 보강 효과를 더해 화학적 결합과 물리적 가교가 동시에 작용한 결과로 분석했다.
이번 연구는 임희수·이선빈 학생이 학부 캡스톤디자인 수업에서 수행한 프로젝트를 대학원 진학 후 심화한 성과로, 국제학술지 ‘Polymer Composites’(Q1)에 게재됐다.
은종현 교수는 “학부 연구를 대학원 연구로 발전시켜 국제 학술지 성과로 이어졌다는 점에서 의미가 크다”며 “재활용 CFRP의 자원순환성을 높이는 실용적 기술로 발전시키겠다”고 말했다.
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