누구나 당연하다고 생각하는 굴레를 벗어난 역발상이 예상을 뛰어넘는 창조로 이어질 수 있다.

지난 주 언론에 공개된 포스텍(POSTECH) 김낙준 교수·김한수 교수·철강대학원 박사과정 김상헌 씨 연구팀의 신소재 개발도 그 하나인 듯 한다.

이 연구성과는 네이처(Nature)지에 발표되었으며 향후 응용분야가 매우 높아 많은 이들의 관심을 받고 있다.

이번 연구는 소재의 비중을 줄이고자 철과 알루미늄의 합금에서 철보다 더 가벼운 금속인 알루미늄의 양을 늘릴수록 변형 시 쉽게 부러지는 문제점에서 시작하였다. 이러한 현상은 합금을 만들어낼 때 생겨나는 ‘금속간화합물(Intermetallic compound)’때문에 발생한다. 이 금속간화학물이 단단하지만 쉽게 부러지는 성질을 갖기 때문이다.

일반적인 접근은 어떻게 하면 금속간화합물의 생성을 없앨 수 있을까 하는 방식으로 접근하겠지만 이번 연구팀은 역발상으로 아예 부러지지 않을 정도로 철과 알루미늄 합금 시 발생하는 금속간화합물을 나노(Nano) 수준으로 작게 만드는 방식을 고안해 냈다. 이 금속간화합물이 처음 생겨나는 온도를 철강의 열처리 온도만큼 높임으로써 금속간화합물의 크기를 수십~수백 나노미터(㎚)로 줄였다.

나노기술이 적용되어 이번에 개발된 신소재는 기존에 연구되었던 저비중강(低比重鋼) 소재와 비교해서 50% 이상 강도가 우수한 동시에 다른 철강소재보다 훨씬 가벼워졌다. 심지어 우수한 물성을 지닌 티타늄과 비강도(比强度·강도를 그 합금의 비중으로 나눈 수치)는 비슷하나 도리어 2배 이상 더욱 잘 늘어나는 특성(연성, Ductility)을 가졌다.

이 연구는 2013년 국제 특허 출원을 마쳤으며 기존 철강제조 설비 활용하여 포스코에서 대량생산이 가능한 지 시험생산에 들어갈 예정이다.