성균관대학교 물리학과 이영희 교수는 6일 알루미늄에 탄소나노튜브를 결합해 강도를 3배 이상 향상시킨 ‘스마트 알루미늄’ 개발에 성공했다고 밝혔다. 이 알루미늄은 세계 최초의 탄소나노튜브를 이용한 금속 대체 연구 성과물이다.

탄소나노튜브는 역학적 강도가 강철의 100배, 전기전도도가 구리의 1000배 이상이지만 밀도가 낮은 탓에 다른 금속과 결합이 어렵다. 특히 두 재료의 표면장력이 20배 이상 차이가 나서 마치 물과 기름처럼 서로 섞이지 못하는 문제를 안고 있었다.

이 교수팀은 알루미늄과 탄소나노튜브를 화학처리한 뒤 알루미늄과 탄소 사이에 공유결합을 형성시켜 고농도 탄소나노튜브의 모합금을 만들고, 이 모합금을 알루미늄에 추가 용해하는 방식으로 이 문제를 해결했다. 스마트 알루미늄은 알루미늄보다 역학적 강도가 최소한 3배 이상 세면서도 자동차 휠이나 핸들 등에 사용할 경우 제품 중량을 20% 이상 줄일 수 있다. 현재 전량 수입되는 알루미늄을 스마트 알루미늄으로 대체하면 연간 5500억원의 수입 대체효과를 얻을 수 있다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr