[경남도민뉴스=구인애 기자] 경상국립대학교 공과대학 신소재공학부 권동준 교수와 항공우주공학부 임형준 교수 연구팀이 섬유강화 복합재료의 성능과 신뢰성을 좌우하는 계면특성을 보다 정밀하게 평가할 수 있는 새로운 평가법을 제시했다.

 

이 연구결과는 복합재료 분야 최고 권위 학술지인 《복합재료 파트 B: 엔지니어링(Composites Part B: Engineering》(IF: 14.2, JCR 상위 1% 이내) 4월 24일자에 ‘섬유강화 플라스틱의 계면특성 향상을 위한 섬유다발 파편화 방법의 고도화 평가(Enhanced Evaluation of Interfacial Properties in Fiber Reinforced Plastic via a Modified Tow Fragmentation Method)’라는 제목으로 게재됐다

 

복합재료에서 계면은 섬유와 수지 사이의 하중 전달을 담당하는 핵심 영역으로, 구조물의 강도와 내구성, 나아가 신뢰성을 좌우하는 중요한 요소다. 계면 접착이 충분하지 않을 경우 국부적인 응력 집중을 시작으로 계면 박리, 수지 균열, 섬유 파단이 연쇄적으로 발생해 전체 구조 성능이 크게 저하될 수 있다.

 

특히 탄소섬유 강화 복합재료가 항공우주, 모빌리티 등 고신뢰성이 요구되는 분야에 폭넓게 적용되면서, 계면 특성을 정밀하고 정량적으로 평가하는 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다.

 

경상국립대학교 신소재공학부 복합재료 및 평가법 연구실은 이종 재료 간 계면 분석 및 정량화 기술을 전문적으로 연구해 온 연구그룹으로, 섬유강화 복합재료의 계면특성 평가를 위해 미세역학시험법을 독창적으로 활용해 국제적으로도 경쟁력 있는 연구 역량과 노하우를 축적해 왔다.

 

그러나 복합재 계면 물성의 본질적인 개선과 보다 객관적인 평가를 위해서는 다양한 연구자 간 협력과 새로운 시험 접근법이 요구됐으며, 이를 바탕으로 이번 연구가 추진됐다.

 

기존의 대표적인 계면전단강도 평가 방법은 단일 섬유(single-fiber) 기반의 미세역학시험에 의존하는 경우가 많다.

 

하지만 이러한 방법은 시편 제작이 까다롭고, 실험자의 숙련도에 따라 결과 편차가 크게 발생하는 한계가 있다.

 

또한 단일 섬유 시험은 실제 복합재 내부에서 발생하는 다중 섬유 간 상호작용과 하중 재분배 거동을 충분히 반영하기 어렵다는 지적도 이어져 왔다.

 

이에 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 섬유 다발(fiber tow) 기반의 섬유다발 파편화(tow fragmentation) 시험에 음향방출(AE, Acoustic Emission) 분석을 결합하는 새로운 평가 기법을 제안했다.

 

이 방법은 시편 제작의 난도를 낮추고 결과 편차를 줄이는 동시에, 실제 구조재에 가까운 조건에서 계면 하중 전달 거동을 보다 신뢰성 있게 평가할 수 있다는 점에서 큰 의미를 가진다.

 

이번 연구 성과는 경상국립대학교 신소재공학부와 항공우주공학부가 협력하여 도출한 결과로, 학문 간 융합 연구의 모범 사례로 평가된다.

 

특히 경상국립대학교의 적극적인 공동연구 활성화 정책과 체계적인 연구 인프라 지원이 수준 높은 성과 창출로 이어졌다는 점에서 의미가 크다.

 

또한 논문의 제1저자인 이동현 석사 졸업생은 졸업 이후에도 석사 과정 중 수행하던 연구를 끝까지 완성하고자 하는 강한 책임감과 끈기를 보여주었으며, 이러한 태도는 이번 연구의 완성도를 높이는 데 중요한 역할을 했다.

 

이는 단순한 학업 수행을 넘어, 연구에 대한 주도성과 지속성을 갖춘 인재의 전형적인 모습으로 평가된다.

 

권동준 교수는 “이 사례는 경상국립대학교가 지향하는 연구 인재 양성의 방향을 보여준다.”라며 “단순한 지식 습득을 넘어, 스스로 문제를 해결하고 새로운 가치를 만들어내는 연구자 양성이 그 핵심이다.

 

이러한 경험을 바탕으로 성장한 학생들은 미래 산업과 학문 분야에서 새로운 길을 개척하는 인재로 발전할 것으로 기대된다.”라고 격려했다.

 

경상국립대학교는 우주항공·방산 분야에서 지역과 국가를 대표하는 연구 거점으로 도약하고 있다.

 

라이즈(RISE) 사업을 통해 학부부터 대학원까지 이어지는 전주기 인재 양성 체계를 구축하고 있으며, 지역 핵심 인재로 성장하도록 체계적으로 지원하고 있다.

 

또한 사천캠퍼스 운영, 두뇌한국21(BK21) 대학원 혁신사업, 항공엔진 등 국가 주요 특성화 산업 분야를 중심으로 고급 연구인력 양성과 지역 우수 인재 육성에 힘쓰고 있다.

 

이를 바탕으로 경상국립대학교는 미래 항공우주 산업을 선도할 인재와 기술을 함께 육성하는 대학으로 빠르게 도약 중이다.