최근 화성 탐사 프로젝트에 사용되며 ‘화성바라기’ 일론 머스크도 주목하고 있다는 꿈의 신소재가 있습니다. 유리보다 60배 뛰어난 단열 능력을 가졌는데, 유리 무게의 750분의 1밖에 되지 않는 이 소재, 바로 에어로겔입니다. 최근 우리나라에서도 다시 화제로 떠오르며 사람들을 놀라게 했죠. 그런데 ‘신소재’로 불리고 있는 에어로겔, 사실은 발견된 지 90년도 넘었다는 사실 아셨나요? 이미 수많은 연구가 진행되었고, 개발될 시간도 충분했죠. 그런데 에어로겔은 왜 아직도 “차세대”라고 불리고 있는 걸까요? 에어로겔, 정말 세상을 바꿀 꿈의 신소재가 맞는 걸까요? 에어로겔의 진실, 아는 분?
우선 에어로겔이 어떻게 이렇게 오랜 시간 주목 받아 왔는지부터 알아봅시다. 에어로겔은 일단 생긴 것부터 신기합니다. 거의 투명해 보이는 에어로겔은 최대 99.8%의 공기와, 머리카락 1/10000 굵기의 이산화규소(SiO2)로 이루어진 세상에서 가장 가벼운 물질입니다.
실이 얽혀 있는 듯한 나노 구조 덕분에 자기 무게의 2000배를 견딜 수 있죠. 게다가 무시무시한 단열 능력과 방수 기능을 갖고 있는데요. 1000도가 넘는 열에도 끄떡없이 버틸 수 있고, 에어로겔 분말을 몸에 바르고 물에 들어가면, 물 한 방물도 묻히지 않고 밖으로 나올 수 있습니다.
이렇게 대단한 소재인데, 진작에 세상을 바꾸고 있어야 하는 것 아닌가요? 그러지 못한데는 몇 가지 이유가 있습니다. 일단 에어로겔은 매우 약합니다. 큰 무게를 버틸 수 있는 힘과 달리, 기계적 강도가 약합니다.
충격에 매우 약해 힘을 가하면 잘 부서진다는 것이죠. 그리고 비쌉니다. 만드는 과정이 복잡하고 오래 걸리는데다가, 대량 생산을 하기 힘들기 때문입니다. 어떤 소재로 에어로겔을 만들었는지에 따라 위험성도 천차만별입니다. 규소로 만든 실리카 에어로겔은 독성이 없지만, 최근 개발된 이산화티타늄으로 만든 에어로겔은 2급 발암물질로 분류되기도 하는 것처럼 말이죠. 이런 에어로겔의 단점을 극복하기 위해, 연구자들은 에어로겔이 탄생하고 90년이라는 긴 시간동안 연구에 연구를 거듭해왔습니다.
그래서 한계점이 많은 에어로겔은 현재 분말의 형태로 가공되어 여러 산업에 활용되고 있습니다. 이 에어로겔 분말을 섬유 원단에 붙여 에어로겔 블랑켓(담요)으로 만들어 사용하는데요. 에어로겔 블랑켓은 현재 석유화학, 철강 산업 등 많은 분야에서 훌륭한 단열재로 사용되고 있습니다.
작년 우리나라에서는 이 단열재를 국가표준으로 제정한다고 예고하기도 했고, 한국과학기술원에서는 강소기업과 함께 에어로겔을 방화복과 군복으로 사용하기 위해 개발에 박차를 가하고 있어요. 해외에서는 에어로겔 섬유를 개발해 겨울용 패딩을 제작한 사례도 있죠.
하지만 모두가 상상했던 것처럼 에어로겔이 유리나 플라스틱 대신 쓰일 만큼 놀라운 변화를 만들어주려면 갈 길이 멉니다. 잘 부서지지 않고, 열 전도율도 낮고, 친환경인데 가격도 저렴한 말 그대로 “꿈의 소재”가 되려면 말이죠. 그래서 지금도 완벽에 가까운 에어로겔을 만들기 위해 새로운 소재로 에어로겔을 만들어보거나 새로운 공정을 도입하려는 시도가 계속되고 있답니다.
에어로겔소재연구센터 박형호 센터장은 지금 이루어지고 있는 국제 공동연구를 통해 에어로겔의 취약점이 해결된다면 상용화가 가능할 것이라고 말합니다. 에어로겔의 작은 진보에 세계가 들썩일 날도 머지않은 것 같네요! 지금까지 여러분의 일상 속 경제 이해 도우미, 아는분이었습니다.
/김지윤 인턴기자 wldbs5596@sedaily.com, 이현지 인턴기자 hyunji1672@sedaily.com, 한상우 인턴기자 sw7015@sedaily.com
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