햇볕을 쪼이면 자동차 표면에 생긴 흠집이 30분 만에 스스로 원상 복구되는 투명한 보호용 코팅 소재가 개발됐다.
한국화학연구원은 김진철·박영일·정지은 박사 연구팀이 기존 보호용 코팅 소재와 내구성 등의 성능이 동일하면서도 햇빛만으로 자가 치유되는 투명한 코팅 소재를 개발했다고 지난 28일 밝혔다.
연구팀은 기존 상용 코팅 소재에 '힌더드유레아'라는 물질을 넣어 고분자들이 해체와 재결합을 반복할 수 있도록 화학적인 성질을 바꿨다.
여기에 투명한 '광열 염료', 즉 빛 에너지를 열에너지로 바꾸는 물질을 섞었다. 햇빛을 받아 열이 생겨 도장을 바른 표면의 온도가 올라가면 기존에 없던 화학적인 움직임이 활발하게 벌어져 표면에 생긴 흠집이 복구되는 기술을 만든 것이다.
연구팀은 길이 10㎝ 내외의 자동차 모형에 새로 개발한 소재를 코팅한 뒤 인위적으로 표면에 흠집을 내 신기술의 효과를 확인했다.
햇빛이 흡수되면 빛 에너지가 열에너지로 바뀌면서 표면 온도가 올라가고, 온도가 올라가면 고분자들이 원래의 그물망 구조에서 해체돼 떨어졌다 붙기를 반복하며 자가 치유되는 원리다.
이 기술이 상용화하면 자동차 표면에 흠집에 생겨도 해가 뜬 날 자연스럽게 주행을 하다 보면 흠집이 없어진다는 얘기다.
연구팀은 이번 소재를 사용하면 자동차에 흠집이 생겨 다시 도장을 해야 하는 수요가 줄어들 것으로 봤다. 자동차 관리비를 절감할 수 있는 것이다. 또 도장 시 발생하는 유해성 유기용매의 사용을 감소시켜 환경 보호에 기여하고, 에너지 사용량도 줄일 수 있을 것으로 기대했다.
또 자기 치유 코팅 소재는 향후 자동차 등 수송기기, 스마트폰 및 컴퓨터 등 전자·정보 기기, 건축재료의 코팅 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 자동차 재도장 시 다량으로 발생하는 유해성 유기용매 등의 사용을 줄일 수 있어 탄소중립 실현에도 기여할 수 있다.
김진철 박사는 "이번에 개발한 기술은 값싼 상용 고분자 소재와 광열 염료를 이용해 자기 치유 코팅 소재를 합성하는 플랫폼 기술로, 다양한 응용 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구 결과는 과학기술 분야 국제학술지 'ACS 어플라이드 폴리머 머티리얼스 (ACS Applied Polymer Materials)' 5월호 표지 논문으로 게재됐다.
김현덕 한경닷컴 기자 khd9987@hankyung.com
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