건국대학교 공과대학 고문주 교수(화학공학과) 연구팀이 자원 순환 재활용(Closed Loop Recycling)이 가능한 고강도 바이오 물질 기반 신개념 복합소재를 개발했다.

이번 연구는 9월 5일 친환경 화학 공학 분야의 권위 있는 국제 학술지 ‘ACS Sustainable Chemistry & Engineering(IF=8.4)’에 표지 논문으로 게재됐다. 논문 공동 제1저자는 홍지예 석사과정생과 홍영기 박사과정생이며, 교신 저자로 고문주 교수가 참여했다.

※ 논문명: Robust Biobased Vitrimers and Its Application to Closed-Loop Recyclable Carbon Fiber-Reinforced Composites

탄소섬유 강화 플라스틱 등 복합소재는 우수한 기계적, 열적 성능을 바탕으로 항공 우주, 자동차, 풍력 블레이드 등 다양한 분야에 적용된다. 하지만 복합소재의 매트릭스로 사용되는 열경화성 수지는 재활용이 어려워 이에 따른 환경 오염, 자원 낭비 등 문제점을 해결하는 게 주요 과제였다.

고문주 교수팀은 이런 문제를 해결하기 위해 재가공 및 재활용이 가능한 고강도 신규 바이오 기반 비트리머 고분자를 개발했다.

이번 연구에서 개발한 고분자 수지는 석유화학이 아닌 ‘바이오’ 기반이다. 기존 복합소재에 응용되는 수지와 비슷한 높은 성능을 보이면서도 상온, 상압 조건에서 친환경 용매인 물과 에탄올을 사용해 쉽게 분해돼 재활용할 수 있다. 또 재활용 및 재가공 후에도 우수한 성능을 유지하며, 효과적으로 탄소 섬유 강화 플라스틱에 다시 적용할 수 있다.

고문주 교수는 “이번 연구 결과는 미래 사화를 위한 지속 가능 기술이다. 다양한 산업 분야에 적용할 수 있어 복합소재의 폐기물 저감 및 자원 낭비, 환경 오염 문제 해결에 이바지할 것으로 기대된다”고 말했다.