Update2024.05.18 (토)
다양한 섬유소재
방탄복용 섬유소재 기술
■ 기술의 정의
내열성과 내약품성, 내구성 등의 특징을 지닌 방탄복용(군사용)섬유소재
■ 기술실현의 장애요인
. 현재는 활동성보다 개선된 소재와 방탄복 디자인이 요구되고 있음
. 최근 방탄복 첨단소재로 각광받는 신소재 ‘전단농화유체(STF)’는 가격이 보통 1kg에 100만 원이 넘어 가격문제 해결이 시급
. 방탄시장에서 가장 널리 쓰이는 방탄조끼의 경우, 자체적으로 Shooting Lab(방탄실험장)을 갖추지 못해 미국에서 실험을 의뢰함으로써 소요되는 시간과 비용이 과도하다는 점도 해결해야 할 과제
■ 기술의 예상 실용화 시기
5~6년 후
. 2013년 이후 본격적으로 진행되는 한국군 다목적 방탄복/방탄판 개발사업, 전술차량 체계 개발, 차륜형 장갑차 개발 등과도 연관되며, 2020년경에 소요될 한국군 미래병사체계의 차세대 방탄복과 통합 헬맷 등에 적용할 수 있는 새로운 초경량 방탄소재가 시급히 필요함
■ 기술개발동향
전 세계적으로 방호용 소재는 아라미드, UHMWPE, S2 glass 등의 고강도 섬유를 이용한 경량화 연구가 활발히 진행되고 있고 특히, 최근에는 방탄재의 초경량화 요구에 따라 세섬도의 특수 섬유복합구조를 갖는 방향으로 개발되고 있음
○ 한국
. 한양대학교는 케블라보다 12배나 강한 합성섬유를 개발함. 이는 추가적 열처리도 필요 없고 대량생산도 가능
. 산업용 소재 전문기업 웰크론은 방탄소재의 다중직 직물구조에 대한 특허를 획득하였음
○ 미국
미 육군 US Army Soldier Systems Center에서는 보호복용 섬유개발을 위해 다양한 재질들을 검토
. 미 육군과 MIT에서는 전기방사를 이용한 나노웹 연구 중
환경변화에 대응하는 스마트 섬유 기술
■ 기술의 정의
외부 환경 또는 인체 상태를 감지하여 다양한 기능을 복합적으로 수행하거나, IT 등 첨단 신기술과 결합하여 새로운 기능을 가지고 있는 다기능성 기반의 고기능 섬유소재 및 제품
■ 기술실현의 장애요인
. 국내 주력산업인 전자, 자동차, 조선 등과 군수 분야 등에 사용되는 초경량 및 내구성을 보유한 첨단 기능성 섬유소재의 활용이 확대되고 있어 국가 차원의 융합 및 연계시스템이 필요
. 신섬유산업은 고도의 기술집약형 산업으로 고부가가치 창출이 가능하지만, 종류·용도가 다양하고 수요가 소규모이어서 용도별 시장을 예측하기 어려워 투자의 위험성이 높아 정부의 지원이 절실히 필요한 산업
■ 기술의 예상 실용화 시기
3~4년 후
. 스마트 섬유(smart textile)는 수년전부터 구미를 중심으로 기초연구가 활발히 진행되었고, 이를 바탕으로 최근 상용화 사례가 급증하고 있음
■ 기술개발동향
○ 한국
. 한국섬유소재연구소는 스마트폰 연동을 기반으로 하는 스포츠 활동 모니터링 기능 의류 및 시스템 개발 중
. 한국의류시험연구원은 융합기술을 기반으로 하는 스마트 섬유 시험평가기준(외부 환경 조건에 따른 성능평가, 보온 및 발열소재에 대한 평가, 제품 안전성 및 적합성 기준 등) 개발 중
○ 미국
. 우주·항공, 의료 분야의 첨단소재를 중점 개발하는 한편, 신속한 상품기획과 생산체제 간 연계 시스템을 통해 원료에서 최종제품에 이르는 소요기간을 단축
. 각 분야간 융복합 연구개발에 집중하고 있으며, 2005년부터 국립과학재단, 에너지부, 국방부 등이 연간 약 1,300억 달러를 투자
능동형 전달/투과/굴절 제어 소재
■ 기술의 정의
외적인 자극을 느끼고, 물리적 자극에 반응하는 ‘센서기능’과 그 변화에 반응하고 스스로의 상태를 판단하여 처리하는 ‘프로세서 기능’ 및 그것에 응답의 행동을 하는 ‘actuator 기능’을 개발한 섬유소재
■ 기술실현의 장애요인
. 기존의 산업용 섬유제품은 제품의 디지털화, 네트워크화, 지능화를 위해 신산업 기술과 융합되고 있으나, 우리나라에서는 기술적·경제적 위험도가 높은 신 섬유의 원천기술개발, 기초기술의 산업화 방안 등의 부재로 선진국의 기술종속화를 초래할 수 있음
■ 기술의 예상 실용화 시기
3~4년 후
. 능동형 나노이온제어소자 원천기술 개발은 2017년까지 단계별 사업이 추진될 예정임에 따라 2017년 전후로 기술실현이 예상됨
■ 기술개발동향
○ 한국
. 연세대학교는 능동형 폴리머 소재 및 신규 패턴 공정 기술 연구
. 나노바이오연구센터는 능동형 스텐트용 스마트 감지 및 구동 융합소재 기술 연구
. 한국연구재단은 유기 나노분자 소자 제작에 필요한 분자 단위 제어 기술 확보를 위한 기획 연구
. 고려대는 나노소자 기반 능동형 이온제어 원천기술 및 분석기술 개발 연구
○ 미국
. 미항공우주국(NASA)은 상변이 물질의 열특성에 대한 연구
. Outlast사는 PCM 캡슐이 함유되어 있는 축방열 섬유소재인 Smart Fabric을 개발
. 하버드대학교 환경 변화에 능동적으로 대응하는 스마트한 물질 개발
○ 일본
. 산업기술종합연구소 나노시스템연구부문 스마트 메터리얼그룹은 빛과 열의 작용에 의해 가역적으로 결정상-아모로퍼스 고체상의 상변화를 광기록에 응용할 수 있는 유기재료를 개발
