웨어러블 전자소자, 적외선 카메라 렌즈 등 제작 가능
석유화학공업 이미지
한국화학연구원 고기능고분자연구센터 연구팀은 원유를 정제할 때 나오는 황 폐기물을 이용해 웨어러블 전자소재 같은 다기능성 고분자 신소재를 개발하는데 성공했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국화학회에서 발행하는 고분자 분야 국제학술지 ‘ACS 매크로 래터스’ 8월호 표지논문으로 실렸다.
전 세계적으로 연간 황 생산량 6800만t 중 5%에 해당하는 340만t 정도가 폐기물로 축적되고 있다. 한국은 중국에 황 폐기물을 수출하고 있지만 중국의 정유산업 고도화로 인해 수출량이 줄어들 가능성이 높아지면서 황 폐기물 처리에 대한 논의가 활발해지고 있다. 이 같은 상황에서 많은 연구자들이 황을 기반으로 한 신소재 개발에 나서고 있지만 소재에 신축성이 없어 쉽게 부서지고 재사용이 어려운 점 등 물성이 떨어져 상용화까지 이어지지는 못하고 있다.
연구팀은 황에 파라디아이오도벤젠이라는 물질을 고온에서 녹여 결합시키고 실리콘 오일을 소량 첨가하는 방법으로 다기능성 황 기반 고분자 소재를 만들었다. 이번에 개발된 신소재는 신축성을 150~300%까지 조절할 수 있을 뿐만 아니라 자외선을 쬐어주면 스스로 원래 상태로 회복하는 자가 치유 특성을 갖는다. 특히 적외선을 투과시킬 수 있어 웨어러블 전자소자나 적외선 카메라 렌즈 등을 만들 수 있다.
실제로 필름 형태로 만든 신소재 양끝을 잡고 당기면 길이가 늘어나는 비율인 연신율이 300%에 달하고 신소재에 흠집을 낸 뒤 자외선을 조사하고 5분이 지나면 자가 치유됐다. 또 한 번 사용한 소재를 잘게 부서뜨린 뒤 고온에서 강한 압력으로 찍어내면 원래 상태로 재활용할 수도 있다.
김용석 화학연구원 센터장은 “중국 정유산업 고도화로 황 수입이 급감하면 국내에 대량의 황 폐기물이 축적될 수 있는 만큼 황 폐기물을 활용한 다양한 고부가가치 화학제품이 개발돼야 할 상황”이라며 “이번 연구를 통해 황 폐기물로 만들 수 있는 고부가가치 응용범위를 넓힐 수 있을 것”이라고 말했다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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