◎불에 안타고 가벼워… 항공기 부품에 사용/윤활유 필요없는 세라믹엔진도 곧 등장

녹이 슬지 않고 마모가 되지 않는 영구적인 면도날이 나온다. 강철보다 10배나 강한 꿈의 섬유가 개발된다. 또 서울에서 부산까지 불과 50분정도에 달리는 자기부상열차가 육상교통의 주역으로 등장한다. 꿈같은 이런 일들이 곧 실현된다. 그것은 신소재에 의해서 가능한 일이다. 이밖에도 플라스틱으로 만든 비행기·세라믹스를 이용한 자동차엔진이나 전자회로 등 신소재가 개척하는 기술의 미래는 감히 점칠 수가 없을 정도이다. 핵융합에서 광컴퓨터까지 미래의 우리 생활을 상상할 수 없을 정도로 바꿔놓을 신소재와 첨단정보기술에는 어떤 것들이 있는 지를 알아본다.

▷FRP(섬유강화 플라스틱)◁

플라스틱은 일반적으로 깨지기 쉽고 열에 약하다. 또 흠이 나기 쉬운 결함이 있다.

이들 결함을 보강,개량한 신소재로 개발된 것이 바로 FRP(섬유강화 플라스틱(Fibre Glass Reinforced Plastic)이다.

FRP는 제2차 세계대전중 개발돼 지난 30여년동안에 두드러지게 발전되어왔다. 가볍고 강하며 내식성이 뛰어나다는 특징을 지니고 있다. 보트·낚싯대·라켓·욕조 등 생활용품에도 많이 활용되고 있다.

이 가운데 미국의 뒤퐁사가 개발한 케블러섬유는 인장강도가 엄청나게 강해 직경 1㎜의 실로 2백20㎏의 하중에도 견딜 수 있다. 케블러로 로프를 만들면 강철의 5분의 1의 무게면 된다.

▷파인 세라믹스◁

조직이 미세하다는 뜻의 「파인」(Fine)과 비금속물질을 고온처리해 나온 물질의 총칭이라고 할 수 있는 「세라믹스」(Ceramics)의 합성어인 파인세라믹스는 특히 21세기 생활에서 활용이 보편화 된다.

파인세라믹스는 지구에서 가장 풍부한 자원인 규소 등의 무기물을 원료로 하는데다 녹슬지 않고 불에 타지않아 응용범위가 넓기 때문에 갖가지 용도로 쓰인다.

21세기를 「새로운 석기시대」라고 부르는 것도 이 때문이다.

90년대부터 실용화한 가정용 칼이나 가위 등은 물론 인조보석이나 절삭공구·연마재 등이 모두 파인세라믹스를 활용한 것들이고 21세기에는 세라믹자동차엔진이 선보인다.

이 엔진은 열효율이 높고 가벼운데다 섭씨 1천도 이상의 고온에도 견딜 수 있어 냉각장치 등 주변부품을 줄일 수 있는 것은 물론 윤활유가 불필요하다.

▷초강력섬유◁

세라믹스와 함께 21세기를 주도할 복합재료는 탄소섬유·아라미드섬유·세라믹섬유 등 초강력 섬유를 들 수 있다.

탄소섬유는 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼운 「꿈의 섬유」로 일본에서 개발됐다.

탄소섬유는 불에 타지도 않을 뿐더러 보통섬유에는 없는 전도성과 여과 및 정제능력을 갖고 있기 때문에 가벼우면서도 잘 휘고 튼튼해야 하는 낚싯대·골프채·스키용품 등 레저용품에서부터 항공기구조물·자동차부품·기계·선박·우주선구조물에 이르기까지 광범위하게 사용된다.

탄소섬유가 새삼 주목되고 있는 것은 NASA(미항공우주국)와 추진하고 있는 우주기지계획에 대량으로 사용될 가능성 때문이다.

▷광섬유△

광섬유(Optical Fiber)란 빛을 통하는 가느다란 섬유를 말한다.

보통은 순도가 높은 유리를 직경 0.1∼0.2㎜ 굵기로 뽑은 것을 가리킨다.

단면은 원형이고 중심부는 코어로 불리는 굴절률이 높은재료,주변부는 크래드라는 굴절률이 낮은 재료로 이루어진다.

광섬유에 의한 레이저신호전달 방법은 화상·음성 등의 신호를 실은 근적외선 레이저를 굴절률 차이에 의해 먼거리까지 아주 적은 손실로 전달할 수 있다.

따라서 기존의 동축케이블에 의한 방법보다 차세대 통신에 획기적인 장비로 각광받고 있다.

오는 90년대 중반이면 5대양 6대주가 이같은 광케이블로 연결돼 「꿈의 지구촌」실현을 앞당기는데 크게 기여할 것으로 예상된다.<정종석기자>