hi, hhi 현대중공업 기업블로그

손목에 착용하는 휴대폰, 둘둘 말아 보관하는 전자종이는 더 이상 만화 속 만의 이야기가 아닌데요. 신소재를 이용해 기존의 한계를 뛰어넘는 신유형의 제품들이 우리 앞에 등장하고 있습니다.

지난 2004년 처음 발견된 그래핀(Graphene)은 세계 각국에서 가장 활발히 연구되고 있는 ‘꿈의 신소재’입니다. 오는 2018년에는 미국 피스커(Fisker)사가 그래핀 배터리로 에너지 효율을 높인 전기자동차를, 삼성전자도 그래핀을 통한 ‘접히는 휴대폰(Foldable Phone)’을 잇달아 출시한다고 합니다.

 

 

그래핀은 탄소섬유와 친구관계

그래핀은 탄소원자가 벌집 모양의 평면 구조를 이루고 있는 물질입니다. 구리보다 많은 전류를 실리콘보다 빠른 속도로 전달할 수 있고, 강철보다 200배 뛰어난 기계적 강도는 물론 우수한 신축성을 동시에 갖고 있죠.

시장전문조사기관 등에 따르면, 그래핀은 투명전극, 복합소재 등을 중심으로 2018년 300억 달러에서 2020년 900억 달러, 2030년 6천억 달러의 시장 규모를 형성하며 급성장할 것으로 전망된다고 하네요. (2017년 9월 12일자 헤럴드경제 참고)

그래핀은 탄소섬유와 비슷하면서도 다른 신소재입니다. 그래핀이 분말가루 형태라면 탄소섬유는 실에 빗댈 수 있죠.

여기서 잠깐! 그럼 그래핀의 친구인 ‘탄소섬유’에 대해 이야기해볼까요? 탄소섬유는 탄소원자가 육각형으로 맞물려 켜켜이 쌓인 고강도 섬유죠.

강철보다 1/4 무게에도 10배 이상의 강도를 갖고 있고, 3천도(℃) 이상에서도 변형되지 않습니다.

영화 아이어맨 원작자인 스탠 리가 1960년대에 탄소섬유를 알았더라면, 아이언맨 슈트는 강철 대신 탄소섬유로 만들어졌을 거라는 후문입니다.

그동안 탄소섬유는 낚싯대, 골프채, 등산장비 등 소형 제품에만 활용됐지만, 최근 자동차나 항공기 등 대형 제품으로 확대되는 추세라고 합니다. (2017년 9월 26일자 중앙일보 참고)

 

 

반도체 전유물 ‘그래핀’, 이제 조선소에서도 활용!

그래핀은 그동안 반도체 분야에서 주로 연구돼왔습니다. 하지만, 현대중공업은 그래핀을 비롯한 신소재를 선박건조 공정에 활용하기 시작했습니다.

최근에는 현대중공업이 카이스트(KAIST)와 공동으로 그래핀 기반의 ‘고성능 감쇠재(소음저감장치)’를 상용화하는데 성공했습니다.

이 감쇠재는 선실이나 기관실 등 선원들이 거주하는 구역에 설치돼, 소음을 최소화하는 부가 장치로 활용되는데요. 특히, 기존의 폴리우레탄 소재에 그래핀을 결합해 만든 것이 특징입니다.

폴리우레탄과 그래핀이 결합되면, 진동에너지를 더욱 효과적으로 완충시켜 소음을 줄이게 된다고 하네요. 지난 2017년 6월 현대중공업이 실제 30만톤급 초대형 원유운반선에 적용시킨 결과, 50% 이상 진동을 저감하는데 성공했습니다.

또한 설치비용이 기존보다 저렴하고 원유운반선뿐 아니라 함정, 여객화물겸용선(RO-PAX) 등 다른 선종으로 확대될 수 있어, 크나큰 원가절감 효과도 기대됩니다.

 

 

‘3D 프린팅 프로펠러’ 대상 수상

현대중공업도 현재 신소재를 이용해 선박 운항성능을 높이는 연구활동을 하고 있습니다.

앞서 지난 2017년 9월에는 울산정보산업진흥원 주관으로 열린 ‘제 1회 3D 프린팅 디자인 경진대회’에서 ‘벌집 격자구조의 경량 프로펠러’를 선보여 대상을 받았는데, 새로운 유형의 프로펠러가 실현가능성을 검증 받았다고 볼 수 있죠.

△ ‘제 1회 3D 프린팅 디자인 경진대회’에서 대상을 받은 현대중공업 프로펠러 3D프린팅 출품작

 

이 작품은 현대중공업이 금속이 아닌 플라스틱 소재로 3D 프린팅 기술을 이용해, 소형 보트용 프로펠러를 시범적으로 만든 것입니다.

 

한편, 신소재는 세계 조선시장에서 중국, 일본 등 경쟁국을 따돌릴 수 있는 핫 아이템(Hot Item)이자 승부수입니다.

유례없는 위기를 겪고 있는 현대중공업이 신소재를 통해 프리미엄 선박을 개발하는데 더욱 박차를 가하며, 위기극복의 돌파구를 찾고 있습니다.