베트남과 싱가포르 공동 연구진이 재활용이 까다로운 탄소·에폭시 복합재 폐기물을 기름 흡수와 단열, 소음 차단이 가능한 초경량 ‘에어로겔(Aerogel)’로 재탄생시키는 데 성공했다고 베트남 현지 언론이 25일 보도했다.
보도에 따르면 싱가포르국립대(NUS) 즈엉 민 하이(Duong Minh Hai) 부교수가 이끄는 연구진은 호찌민시 베트남 국립대 자연과학대 및 열대기술연구소와 공동으로 진행한 이번 연구 결과를 국제 학술지 ‘웨이스트 매니지먼트(Waste Management)’에 게재했다.
항공기, 풍력 터빈, 자동차, 선박 등에 널리 쓰이는 탄소섬유 강화 에폭시 복합재는 내구성이 뛰어난 반면, 열경화성 수지 특성상 녹여서 재가공할 수 없어 재활용이 극히 어려운 소재로 꼽힌다. 기존 재활용 방식은 고열이나 강한 화학물질을 사용해 유용한 탄소섬유만 추출하고 수지는 폐기하는 등 많은 에너지가 소모되는 단점이 있었다.
연구진은 복합재 전체를 재활용하기 위해 폐기물을 기계적으로 분쇄해 미세 가루와 단섬유로 만든 뒤, 식물 세포벽에서 추출한 천연 결합제인 카르복시메틸 셀룰로스와 혼합하고 동결 건조해 에어로겔을 합성했다.
이렇게 제작된 에어로겔은 전체 부피의 91~94%가 공기층으로 이루어진 초경량 다공성 구조를 자랑한다. 시험 결과 열전도율이 매우 낮고 소음 흡수력이 뛰어나 건물 및 산업 장비의 단열재와 방음재로 활용 가치가 높은 것으로 나타났다. 또한 표면 친유성 처리를 거친 에어로겔 1g은 약 14.4g의 기름을 흡수할 수 있어 기름 유출 사고 처리에도 적용할 수 있다.
세포 독성 평가에서도 88% 이상의 높은 세포 생존율을 보여 인체나 환경에 직접 접촉하는 용도로 사용해도 안전한 것으로 확인됐다. 즈엉 민 하이 부교수는 용매를 사용하지 않는 친환경 공정을 통해 산업 폐기물을 고부가가치 다기능 소재로 전환했다고 설명하며, 상용화와 경제성 평가를 위해 관련 업계와 협업을 추진 중이라고 밝혔다.
