식물성 셀룰로오스 나노 파이버로 제작되는 미래의 자동차

전문가 제언

○ 최근 나노 크기의 재료를 이용한 강화 복합소재인 나노 복합소재에 대한 관심이 전 세계적으로 크게 증가하고 있다. 나노 재료는 기계적인 성질과 열적 안정성 면에서 매우 우수한 특성을 가지고 있으며, 나노 복합재료를 만들기 위한 강화재료로 나노 클레이(Nano Clay)와 탄소 나노 튜브(Carbon Nanotube)와 같은 무기물질을 이용하고 있다.

 

○ 미국, 일본, 스웨덴을 중심으로 목재의 주성분 중의 하나인 셀룰로오스와 같은 유기물을 이용해 나노 복합재료를 제조하려는 움직임이 활발히 진행되고 있다. 셀룰로오스는 바이오매스로부터 얻을 수 있는 가장 풍부한 고분자 물질중의 하나로, 단위 중량 당 높은 강도와 탄성을 가지는 섬유상의 물질로 친환경적이고, 재생가능하며, 저렴하고 우수한 기계적 성질, 낮은 밀도, 생분해성 등의 장점을 지니고 있다.

 

○ 셀룰로오스 재료를 포장재료, 생체의학, 접착제, 전자·전지재료 및 첨단 신소재 개발에 응용하기 위한 학계 및 산업계의 관심이 집중되고 있다. 일본에서는 폴리유산의 표면에 소량의 셀룰로오스 나노섬유를 분산시켜 친수성인 셀룰로오스 나노섬유 층이 수분을 흡수하는 방법으로 폴리유산에 비해 산소투과도가 700배 이상 감소되는 연구결과를 얻었다.

 

○ 천연고무에 20%의 CNF(Cellulose Nano Fiber)를 첨가하면 파단 변형, 탄성이 기존부품의 4~5배 수준까지 증가되어 자동차의 범퍼와 펜더와 같이 온도변화에 노출되는 대형부품과 낮은 열팽창을 요하는 전자기기부품의 고무재료로 적용될 수 있다. CNF를 아크릴 수지, 에폭시 수지와 같은 투명수지의 보강섬유로 사용하여 제조되는 투명 나노 소재는 디스플레이의 기판재료와 자동차의 차창 재료로 사용이 가능하다.

 

○ 국내에서는 수소연료자동차에 사용될 리튬이온전지 분리 막에 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌 대신 CNF를 이용하는 연구가 진행되고 있다. 비교 시험결과 동등한 특성을 나타냈으며, 향후 상업화에 성공하면 현재 제조원가의 약 20%를 차지할 정도로 고가로 전량 수입하고 있는 다공성 폴리에틸렌 /폴리프로필렌 분리 막을 대체하여 리튬이온전지의 가격경쟁력이 높아질 것으로 기대하고 있다.

저자

Hiroyuki Yano

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

69(4)

잡지명

自動車技術

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

71~76

분석자

진*훈

분석물

• 식물성 셀룰로오스 나노 파이버로 제작되는 미래의 자동차.pdf [520,926 byte]

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