“에어로겔·그래핀 고분자 복합화 기술로 첨단산업 경쟁력 강화 기여할 것”

단열·경량 에어로겔 복합화 배터리 열차폐 적용, 고유연 그래핀 잉크 웨어러블 응용

고객과 사업화 가능한 나노소재 구현 중점, 모빌리티·스마트텍스타일·방산 등 적용 확대

▲ ㈜플러스 정도연 대표

■ ㈜플러스의 핵심 기술인 에어로겔(Aerogel)을 고분자 수지와 복합화 하는 기술에 대한 소개를 부탁드린다

㈜플러스는 초경량·고기능성 나노소재를 고분자 소재와 복합화해 실제 산업현장에 적용 가능한 기승성 소재로 구현하는 나노융합소재 전문기업이다.

핵심 경쟁력은 에어로겔(Aerogel)과 그래핀(Graphene)을 고분자 소재와 안정적으로 복합화하고, 이를 섬유·시트·패드 등 다양한 형태의 산업용 소재로 구현하는 기술이다.

에어로겔은 초저밀도·다공성 구조 때문에 다른 소재와 직접 복합화하기 어렵고, 기존에는 바인더와 혼련(混鍊)해 코팅하는 방식이 주로 활용돼 왔다.그러나 이 방식은 에어로겔의 뛰어난 단열 특성을 유지하면서 동시에 기계적 강도와 가공성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.

이에 ㈜플러스는 30여 년간 축적한 고분자 소재 개발 경험을 바탕으로 자체 개발한 첨가제 및 복합화 기술을 적용해 에어로겔의 특성을 최대한 유지하면서 가공성과 적용성을 높이는 기술을 개발했다.

현재는 나노소재가 가진 뛰어난 특성을 연구실 수준에 머물게 하지 않고, 섬유·잉크·시트·패드 등 실제 산업현장에서 적용 가능한 형태로 구현하는 복합화 및 응용기술을 집중 개발하고 있다.

▲ ㈜플러스가 고분자 소재 복합화 기술을 기반으로 개발한 에어로겔 섬유(출처:㈜플러스)

■회사는 에어로겔 기반 섬유 및 배터리 열확산방지 패드와 그래핀 잉크를 집중 개발하고 상용화를 추진 중이다. 각각 진행 상황과 향후 계획에 대해 듣고 싶다

당사의 핵심 기술은 ‘단열’과 ‘유연전도성 시트’라는 두 축으로 구성돼 있다. 단열 분야에서는 초경량·고단열 특성을 가진 실리카(SiO₂)계 에어로겔을 고분자 소재와 복합화해 의류용 단열 보온 섬유를 개발했다.

이 제품은 경량성과 우수한 단열·보온성을 바탕으로 기존 의류용 보온재인 다운(Down)을 보완하거나 대체할 수 있는 차세대 보온소재로 활용 가능하며, 습도 등 외부 환경 변화에 대응할 수 있는 기능성 보온소재로의 사업화를 추진하고 있다.

현재는 실리콘과 에어로겔을 복합화해 전기차·에너지저장시스템(ESS) 등의 배터리 열폭주 발생 시 인접 셀 및 모듈로의 열전파를 지연·억제하기 위한 초박형 열차폐 패드를 개발하고 있다. 에어로겔의 우수한 단열성과 실리콘의 유연성·가공성을 결합해 얇은 두께에서도 단열성능과 내구성을 동시에 확보하는 것을 목표로 하고 있다.

유연전도 분야에서는 그래핀과 실리콘을 복합화한 고유연성 전도성 잉크를 개발했으며, 반복적인 굽힘과 변형이 요구되는 유연전극을 비롯해 웨어러블 센서, 스마트글러브 및 유연 면상발열체 등 차세대 웨어러블 분야로 응용을 확대하고 있다.

▲ ㈜플러스가 개발 중인 배터리 열폭주 확산 방지용 열차폐 패드 시제품(출처:㈜플러스)

■그간 에어로겔 상용화를 추진하신 경험으로 바탕으로 고기능성 나노소재를 국산화하고 글로벌 경쟁력을 갖추기 위해 필요한 정부의 지원 방안이나 규제 개선에 대한 건의사항이 있다면

그간의 상용화를 추진해 온 경험을 바탕으로 볼 때, 나노소재의 사업화를 위해서는 연구개발 지원뿐 아니라 시제품 제작과 양산 전환을 위한 시험생산 설비 및 공정 엔지니어링 지원이 중요하다.

특히 중소기업이 공공 연구기관의 고가 장비를 적극 활용할 수 있도록 장비 사용료 감면 및 단계별 우대제도를 확대할 필요가 있다.

이를 통해 기술개발에서 시제품 제작, 성능검증, 양산으로 이어지는 사업화 기간과 비용을 줄인다면 제조기술 기반 중소기업의 시장진입 가능성을 크게 높일 수 있을 것으로 생각한다.

▲ ㈜플러스가 그래핀과 실리콘을 복합화한 고유연 시제품(출처:㈜플러스)

■열 차단·안전 소재에 대한 수요가 높아지고 있는 가운데 ㈜플러스의 글로벌 시장 진출을 위한 사업전략에 대해 듣고 싶다

㈜플러스의 경쟁력은 나노소재 자체보다 ‘나노소재를 어떻게 산업에 적용할 것인가’에 대한 기술력을 갖추고 있다는 데에 있다.

특히 자체 개발 소재를 단순히 판매하는 데 그치지 않고, 수요기업이 요구하는 물성·두께·가공조건 등에 맞춰 소재를 공동설계하고 시제품 제작과 성능검증을 거쳐 실제 사업화로 연결하는 B2B 협력모델을 확대하고 있다.

소재의 우수한 특성을 실제 제품이 요구하는 가공성·유연성·내구성 및 기능성으로 연결하고, 이를 사업화 가능한 소재로 구현하는 것이 우리가 추구하는 기술 방향이다.

때문에 당사는 전략적 파트너십과 오픈 이노베이션을 중점 추진 중이다. 현재 대기업, 공공 연구기관, 대학 등과 공동개발·실증 협력을 진행 중이며, 이를 더욱 체계화할 계획이다.

이와 함께 국내외 △배터리 △자동차 △전자기기 기업과 함께 열 차단·안전 소재를 중심으로 공동설계하고, 함께 검증하는 파트너십 모델을 확대해 나가고자 한다.

또한 안전·환경 규제가 엄격한 선진국 시장을 목표로 △글로벌 OEM △해외 전시회 △B2B 매칭 프로그램 참여를 지속 추진하고 있다. 동시에 조인트벤처와 같은 다양한 협력 모델을 통해, 작지만 강한 글로벌 소재 기업으로 자리매김하고자 한다.

앞으로 ㈜플러스는 에어로겔과 그래핀이라는 두 가지 핵심 나노소재와 고분자 복합화 기술을 기반으로 배터리·미래모빌리티·웨어러블·스마트텍스타일·방산 등 첨단산업 분야로 사업영역을 확대할 계획이다.

특히 기술개발에 머무르지 않고 수요기업과의 공동개발·실증·사업화를 통해 대한민국을 대표하는 나노융합소재 전문기업으로 성장하는 것이 목표다.