‘실리카 나노 머티리얼’핵심 기술

아스팔트 적용 때 40% 비용 절감

1711년부터 전해 내려온 스트라디바리우스는 300여년이 지난 지금까지도 아름다운 선율과 풍성한 울림으로 최고의 바이올린의 반열에 올라 있다. 안토니오 스트라디바리(1648~1737)가 평생 1100개의 현악기를 제작했는데, 오늘날까지 완벽하게 보존되어 있다. 최근에 과학자들이 그 품질의 일관성에 관심을 갖고 연구를 했다. 놀랍게도 악기재질인 나무의 라커칠이 나노 입자로 처리됐다는 것을 밝혔다.

10억분의 1수준의 정밀도를 요구하는 극미세 가공기술은 물리·재료·전자 등 기존의 재료 분야들을 횡적으로 연결함으로써 새로운 기술영역을 구축하고, 기존의 인적 자원과 학문 분야 사이의 시너지 효과를 유도하고 있다.

일부 국민들에게는 부정적인 이미지로 여겨지기도 하지만, 우리나라에서는 2002년 나노기술개발촉진법을 제정하여 나노기술의 육성 및 발전을 꾀하고 있다. 법률적으로 나노기술은 나노미터 크기의 범주에서 조작·분석하고 이를 제어함으로써 새롭거나 개선된 물리적·화학적·생물학적 효과를 얻을 수 있다.

△ 실리카 나노 머티리얼

 

독일 뮌헨에 본사를 두고 있는 나노스카이社의 핵심기술은 실리카 나노 머티리얼이다. 실리카를 나노 크기로 가공하는 회사로는 세계에서 유일하다. 1밀리미터의 규사를 10nm 크기로 가공해 용도에 따라 합성물질을 만드는데, 활용도가 매우 다양하다.

첫째, 2009년도부터 현장에 적용되고 있는 도로건설용 합성물질 나노테라소일-로드(NanoTeraSoil-Road)가 있다. 이 물질은 CHS(Calcium Silikate Hydrates)의 크리스탈 구조와 유사하다. 부타디엔의 코팅과 탄성이 있는 접착효과가 있어 시멘트의 수화를 장기간 유지시켜준다. 정확한 혼합비에 따라 달라지는데, 극한 기상조건 및 대형트럭의 운행이 빈번한 곳에 적합하다.

둘째, 선박의 갑판, 외벽에 코팅을 하면 방수 효과와 더불어 이물질이 붙는 것을 방지할 수 있다.

 

△ 결빙방지제로 항공기에 분사해 사용하거나 방화에 사용, 방수 코팅 재료에 사용되는 NTS

셋째, 제설제로 탁월한 효과가 있어서 이 물질을 분사하면 폭설이 내리거나 혹한기에 비행기 동체의 결빙을 막을 수 있다.

넷째, 물보다 두 배 이상 빠른 냉각효과가 있어서 불이 나거나 과열된 판을 냉각시키는데 좋은 결과를 얻을 수 있다.

독일의 경우 년간 도로 보수로 약 70조 원의 비용이 들어간다. 지자체는 항상 재정부족이라고 하소연한다.

우리나라도 예외가 아니다. 시골 곳곳까지 도로가 깨끗하게 뚫려 있지만, 사계절 온도 변화가 심한 자연환경에 언제 파손될 지 모른다.

특히 겨울과 봄 해빙기, 서리가 내리는 때는 알게 모르게 얼었던 물방울로 인해 도로에 미세한 균열이 발생 할 수 있다. 움푹 패인 도로는 교통체증의 이유이기도 하지만 고속도로에서는 생명에 위험을 준다.

Nano Sky AG의 귄터 강(Guenther Gang) 회장은, “새로운 아스팔트에 새로운 혼합물(중합체 라텍스와 실리카의 혼합물, 시멘트 물 등)을 사용하면 절대적으로 방수 효과를 낼 수 있다”고 했다. 가격이 너무 비싸지 않느냐는 질문에 “장기적으로보면 두 번 세 번 보수를 하는 것을 고려 할 때 훨씬 경제적이다”라고 답을 한다. 실제 러시아 티우멘 대학교에서 2009년 1킬로미터의 도로에 적용해 실험한 결과 40% 이상의 비용을 절감했다.

△ 20초(좌) & 30초(우) 후 냉각비교

나노 기술은 정교한 특수 현미경으로 시각화 할 수 있는 원자와 분자의 영역으로 진행된다. 이 나노 기술의 새로운 효과와 매커니즘은 과학자들에게는 매우 흥분을 일으킨다.

많은 연구 개발에도 불구하고 여전히 미지의 땅이다. 따라서, 이 분야의 연구 및 개발이 더 중요하다. 나노스카이의 비즈니스 초점은 제품 기능의 개선 또는 나노 구조 또는 효과의 활성화에 목적에 있다.

특히 현재 건설 부문뿐만 아니라 부식 및 화재 보호를 포함하여 폭넓게 연구가 이루어지고 있다. 나노스카이AG는 가장 권위 있는 미국 미국 제조 공급 업체의 일부, 천연 자원 및 응용 생명 과학분야에서 비엔나 대학 등 다양한 대학과 협력을 체결했다.

또한, 토목 공학 및 자연 재해의 나노 기술 부서에서 설정 한 연구 분야에 재정적 지원을 하고 있으며, 진행중인 프로젝트는 주로 건설 나노 기술의 도입이다. 다른 연구 프로젝트는 현재 인스 브루 크와 프라이 부르크 대학 (브라이스 가우)에서 진행되고있다.

나노스카이 기술과 혁신에 의해 개발된 것은, 특별한 특성을 가진 콘크리트, 세라믹, 유리 또는 고분자 등 다양한 재료의 표면에 적합하다. 선박의 코팅, 방화제 그리고 결빙을 방지하는 용도로 자연에 전혀 해를 주지 않는 친환경물질이어서 더욱 주목 받고 있다. 이 기술의 응용과 제품에 대한 문의는 나노스카이 코리아(02-358-1300)에서 도움을 받을 수 있다. 

[환경미디어 온라인팀]

 

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