항공기와 열차 제작에 사용되는 소재는 가볍고 견고하면서 불에 잘 타지 않는 특성이 요구된다. 그러나 기존의 복합소재는 재활용이 어려워 매립되거나 소각되는 경우가 많았다.
스위스 연방재료과학기술연구소(EMPA) 연구진은 이러한 특성을 갖추면서 재활용이 가능하도록 설계된 새로운 복합소재를 개발했다고 밝혔다.
새 소재는 여러 층으로 구성된 복합소재다. 내열성 아라미드 벌집 구조를 중심에 두고 그 양쪽을 유리섬유 또는 탄소섬유 층이 감싸며, 에폭시 수지가 결합제로 사용된다.
연구진은 에폭시 수지에 인을 포함한 분자를 첨가했다. 이 첨가제는 소재에 난연성을 부여하는 동시에 재활용을 가능하게 하는 역할을 한다.
경화된 이후에도 특정 조건에서 수지를 다시 부드럽게 만들어 형태를 바꿀 수 있으며, 용매와 열을 이용하면 복합소재를 구성 성분으로 분해할 수 있다. 이를 통해 아라미드 벌집 구조와 유리섬유 또는 탄소섬유를 회수할 수 있다는 설명이다.
연구진에 따르면 새 소재는 현재의 화재 안전 요건을 충족하며, 기존 에폭시 수지와 거의 동일한 수준의 기계적 특성을 갖는다.
다음 단계는 소재의 제조와 재활용 공정을 확대하는 것이다. EMPA 연구팀은 향후 에너지 분야와 건설 산업 등에서도 이 플라스틱을 활용할 가능성을 추가로 조사하고 있다.
이번 프로젝트는 산업 파트너인 엘란타스(Elantas)와 공동으로 진행됐으며, 이노스위스(Innosuisse)의 지원을 받았다.