[더퍼블릭 = 임준 기자] 한국재료연구원(KIMS) 철강재료연구실은 이창훈 박사 연구팀의 연구성과가 2020년 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 재료분야 Top100에 선정됐다고 3일 밝혔다.
해당 연구성과는 기존의 스테인리스 철강 대비 약 20% 가벼운 경량 스테인리스 철강을 세계 최초로 개발한 기술인 것으로 나타났다.
기존 철강이 가벼운 합금원소인 알루미늄을 첨가하는 방식으로 경량화를 시키는데, 알루미늄 자체가 쉽께 깨지는 취성을 증가시켜 철에 10% 이상을 첨가하기 힘든 한계가 있었다는 것.
연구팀은 이러한 한계를 12%의 알루미늄을 첨가하고도 탄소, 망간, 크롬 등의 합금원소 첨가량을 최적화해 철강의 취성을 낮추는 데 성공했다.
특히, 크롬을 이용해 미세하고 치밀한 산화층을 생성, 부식에도 잘 견딜 수 있도록 한 점이 경량 철강을 만들어내는 포인트였다.
스테인리스 철강은 1910년대 개발된 이후 현재까지 실생활에서 두루 쓰이고 있을 정도로 밀접한 금속이다.
자동차·조선·건축·의료·가전 등 스테인리스 철강이 쓰이지 않는 곳을 찾기 힘들 정도다. 이는 부식에 약한 철강의 단점을 해결하면서 가능해졌다.
하지만 또 다른 철강의 숙제인 경량화는 해결하기 어려운 오랜 숙제였다.
최근 미래 환경 예측에 관한 많은 보고에 따르면 이산화탄소 등 온실가스 감소와 에너지 효율 향상, 더 나아가 탄소중립의 달성 여부가 앞으로 인류의 미래를 좌우할 것으로 전망된다.
이와 같은 산업환경의 변화로 인해 기계적 특성, 용접성, 경제성 등이 우수한 철강은 가벼운 소재인 경량금속, 복합재료 등과의 경쟁을 해야하는 상황이었다.
이번 성과는 향후 철강 기술이 나아갈 미래 방향을 제시했다는 측면에서 큰 의미가 있다.
이정환 원장은 “배터리, 바이오 등 최근 떠오르고 있는 다양한 재료 사이에서 전통의 철강 재료가 Top100에 선정된 것은 철강의 새로운 과학·사회적 패러다임을 제시했기 때문”이라며 “철강 기술의 발전에 재료연이 방점을 찍을 수 있도록 계속해서 노력할 것”이라고 말했다.
한편, 사이언티픽 리포트는 세계 3대 과학저널 중 하나인 네이처(Nature)의 자매지로 매년 각 연구분야에서 가장 많은 다운로드를 기록한 논문을 대상으로 Top100을 선정 및 발표하고 있다. 사이언티픽 리포트에 실리는 재료분야 논문은 연간 1000여 편 이상으로 알려져 있다.
업계 한 관계자는 “경량 철강 기술을 통해 여타의 금속에 관한 신기술을 개발해야 한다. 세계적으로 탄소중립과 에너지 효율에 앞장 설 기술들을 끊임없이 연구하고 개발해 나가야 한다”고 지적했다.
[사진제공 연합뉴스]
더퍼블릭 / 임준 기자 uldaga@thepublic.kr
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