구멍 뚫려도 뜨는 ‘불침금속’ 개발… 해양 안전의 틀 바꾼다

최근 해상 사고를 원천적으로 방지할 수 있는 혁신적인 금속 기술이 개발되어 학계와 산업계의 이목이 집중되고 있다. 로체스터 대학교(University of Rochester) 연구진은 금속 표면에 미세한 나노 구조를 형성하여 공기를 가두는 방식으로, 심각한 파손 상황에서도 스스로 부력을 유지하는 불침금속 기술을 선보였다. 이 불침금속 기술은 선박의 설계 방식은 물론 해양 구조물의 안전 기준을 완전히 바꿀 혁신적 대안으로 평가받는 중이다.

나노 구조가 만든 공기막의 마법, 불침금속 부력의 핵심 원리

불침금속 기술의 핵심은 연꽃잎 효과에서 착안한 펨토초 레이저 에칭 기법에 있다. 로체스터 대학교 연구팀은 금속 표면에 미세한 나노 패턴을 형성하여 물 분자가 표면에 붙지 못하고 강력하게 튕겨 나가도록 설계했다. 이러한 불침금속은 외부 충격으로 인해 구조물에 구멍이 나거나 침수가 시작되더라도, 표면에 형성된 공기 보호막이 물의 진입을 강력하게 차단하여 지속적인 부력을 제공하는 원리이다.

암초 충돌도 견디는 강력한 복원력, 불침금속 기술의 실용성 검증

이번 연구를 통해 공개된 불침금속은 장시간 물속에 잠겨 있거나 표면에 물리적인 상처가 발생해도 그 기능을 상실하지 않는 강력한 내구성을 증명했다. 로체스터 대학교의 실험 결과에 따르면 불침금속으로 만든 구조물은 수차례의 가혹한 침수 테스트와 강제 하중 실험에서도 침몰하지 않고 수면 위로 떠오르는 복원력을 보여주었다. 이는 기존의 부력재가 가진 부식 및 파손 취약점을 완벽히 극복한 결과물이다.

“타이타닉은 없다” 불침금속 기술이 열어갈 미래 해양 모빌리티

불침금속 기술은 대형 화물선부터 구명정, 해상 풍력 발전기 플랫폼에 이르기까지 광범위한 분야에 적용될 예정이다. 특히 불침금속을 선체 하부 구조에 통합할 경우, 암초 충돌이나 비상 상황에서도 배가 가라앉지 않고 구조 시간을 충분히 확보할 수 있다. 로체스터 대학교 연구진은 이 불침금속이 미래 해양 모빌리티의 안전을 책임지는 표준 사양으로 자리 잡을 것으로 보고 있다.

손동민 기자 / hello@sciencewave.kr

자료: Journal information: Advanced Functional Materials  / TechXplore