㈜광장이노텍 - 한계 뛰어넘는 세계 최고 에어로젤 융·복합 소재기술 선보인다 / ‘ADEX2023’, ‘DUPEX KOREA 2023’ 통해 ‘군 전력지원체계’ 생존제품 공개

㈜광장이노텍 - 한계 뛰어넘는 세계 최고 에어로젤 융·복합 소재기술 선보인다

‘ADEX2023’, ‘DUPEX KOREA 2023’ 통해 ‘군 전력지원체계’ 생존제품 공개

 

생존슈트, 전술잠수복 등 에어로젤 융·복합기술 적용한 6가지 군수제품 제시

혹한의 추위와 700도 이상의 온도를 견뎌내는 에어로젤 적용 제품 개발

전장의 극한 위험상황에서 스텔스기능 부여, 드론 등 공격에도 생존력 강화

한국과학기술연구원(KIST) K-DARPA, 민군협력기술과제 기술협력 개발

에어로젤 원료 제형·성형·가공 기술 개발, 군수·민수분야 적용 획기적 계기 마련

 

최근 에너지효율 제고를 통한 ESG 경영, 전기자동차의 열폭주 지연 및 열차단 핵심 소재화 등에서 최적의 소재로 부상하고 있는 에어로젤(Aerogel) 소재.

에어로젤(Aerogel) 공기의 3배밖에 되지 않을 정도로 가벼우면서도 극고온과 극저온에 강하다.

20세기를 대표하는 소재는 단연 플라스틱이었지만 더 가볍고 더 높은 강도를 지닌 신소재에 대한 수요는 꾸준히 요구·확대되고 있으며, 신기술 및 응용기술 개발을 위한 과학자들의 연구도 지속되고 있다.

1931년 미국의 화학공학자 스티븐 키슬러(Steven Kistler)에 의해 처음 발견한 신소재 에어로젤(aerogel)은 다양한 물질로 만들 수 있는데, 키슬러는 실리카(SiO2), 알루미늄, 크로뮴, 주석 등을 사용했다.

과학자들은 실리카겔(SiO2) 규소가 지구상에 풍부하게 존재해 안정적으로 얻을 수 있고, 독성이 없는 환경적 우수한 장점으로 실리카 에어로젤에 많은 관심을 가졌다.

에어로젤은 공기를 의미하는 에어로(aero)와 고체화된 액체를 의미하는 젤(gel)의 합성어인데, 실리카 에어로젤은 세상에서 가장 흔하지만 가장 가벼운 고체로 기네스북(Guinness Book of World Records)에 올랐다.

 

전기자동차 기업 테슬라의 CEO인 일론 머스크(Elon Musk)가 꿈꾸는 100만이 거주하는 화성의 도시개발.

 

과학자들은 도시를 감싸는 돔 구조물의 핵심 소재로 에어로젤을 제안하고 있다.

 

하지만, 에어로젤은 탁월한 물적 특성에도 불구하고, 여전히 분진 비산 문제로 다루기 어려워 다양한 적용 분야가 있더라도 현실에서의 산업 분야 적용이 쉽지 않았다.

 

㈜광장이노텍(대표 조영수)은 에어로젤 원료의 제형과 성형 및 가공 기술의 개발을 완료, 꿈의 소재 에어로젤을 군수 분야를 비롯 민수분야도 적용할 수 있는 획기적 계기를 마련해 주목되고 있다.

㈜광장이노텍은 한국과학기술연구원(KIST)과 오랜 연구협력과 민·군 기술협력사업을 기반으로 세계 최초로 에어로젤 융·복합기술을 개발·적용, 혹한의 추위와 극한의 고온을 견디어 내는 ‘군 전력지원체계 제품’을 선보인다.

오는 10월 17일(화)부터 22일(일)까지 6일간 서울공항에서 개최하는 국제방위산업전시 ‘ADEX2023’와 대한민국전력지원체계전시 ‘DUPEX KOREA 2023’에서 에어로젤 융·복합기술을 적용한 6가지 군수제품을 공개한다.

DUPEX KOREA 2023 전시관 F동 301번 부스에서는 6가지 모두를, SEOUL ADEX 2023 전시관 D동 대한민국 해병·해병대 전시관 워리어 플랫폼(Warrior platform) 부스에는 6가지 중 다기능 생존슈트와 전술 잠수복 2가지를 전시한다.

공개되는 제품 중 ‘다기능 생존슈트’와 ‘전술잠수복’ 2가지는 ‘민군기술협력사업’ 개발 제품이다.

전시 제품군은 이전 전시회에서도 소개됐었지만, 그동안 개발과정의 테스트와 현장 사용시험 등을 통해 제안된 내용을 반영한 최종 제품이다.

▶다기능 생존슈트는 경량 및 단열 특성이 우수한 나노 다공성 소재인 에어로젤 블랭킷의 복합소재화 기술을 채택했다.

혹한의 환경에서 생존과 생환을 위한 엄폐와 숙영이 가능하도록 슬리핑 자켓, 깔개, 가리개, 2인 1식 텐트, 우의 기능 등을 모두 갖추고 있으며, 우수한 보온성과 열차폐성을 지닌다.

▶또한, 투습 방수기능과 탁월한 보온 성능으로 수상 침투 후 잠수복을 갈아입지 않고 착용한 상태로 육상전투가 가능하도록 개발된 수륙양용 전술 잠수복 제품도 선보인다.

관련 제품은 에어로젤의 물성을 이용해 위장 망토처럼 열 영상 위장 성능이 구현됨에 따라 적의 탐지를 피해 생존성을 높혔으며, 신소재 기술인 그래핀 기술과 접목해 항균·항취·경량성과 내구성을 강화했다.

▶이 밖에 ‘궤도차량 승무원복’은 전차나 자주포에 탑승 후 적의 피격으로 고온에 노출되는 피부를 보호하고 현장의 화염에서 벗어나는 시간을 지연시키도록 할 수 있으며, ▶혹한의 추위로부터 견디는 ‘전술 방한의복’, ▶물에 젖지 않고 혹한의 추위에 견디도록 제작되어 휴대가 간편한 ‘전술침낭’, ‘자충식매트’ 등도 공개한다.

미 국방부는 미국 전투능력사령부를 통해 2022년부터 에어로젤 파우더 폴리머 발포 혼합기술을 적용한 차세대 전술방한복·쉘터 개발에 착수했다.

㈜광장이노텍은 지난 15년간 에어로젤 범용소재화를 위해 매진한 결과, 미국을 앞질러 에어로젤 원료 중 특히, 에어로젤 블랭킷을 채택한 융·복합 피복 적용 기술제품을 ADEX2023을 통해 세계시장에 공개하는 것이다.

㈜광장이노텍의 연구개발 과정을 지켜본 KIST 연구진 관계자는 “(주)광장이노텍이 이색·강소·장인기업으로 불리는 데는 차별화 원천·응용기술 확보를 위한 끊임없는 연구·개발에 있다”고 전했다.

그는 “모든 에어로젤 전문기업의 경우, 분말·비드(powder·bead) 또는 블랭킷(blanket) 상태로 고객사에 공급해 규소 가루가 비산하는 등 최종 용도분야 전개에서 극히 제한적 문제 안고 있다”며, “광장은 이를 제형·성형·가공 기술과 공법 노하우로 고객이 원하는 크기와 두께로 가공·제공하면서도 분진 비산 문제를 완전히 해결한 유일한 전문기업”이라고 전했다.

또, “여타 에어로젤 기업들의 공급 소재들이 ㈜광장이노텍에서는 원료인 셈이다. 이렇듯 에어로젤을 융·복합기술을 적용한 소재 개발에 10여 년을 매진한 결과, 세계적으로 유일한 특화된 범용 소재기술을 확보하게 됐으며, 이는 에어로젤 장인의 집념이 느껴지는 부분”이라고 밝혔다.

국방 관련 전시회 때마다 ㈜광장이노텍의 에어로젤 소재를 살펴본 군 관계자는 “이번 전시회의 ㈜광장이노텍의 품목들은 군 전력지원제품으로서 에어로젤이 가진 물성을 최대한 유지해 탁월한 성능과 사용 편의성을 높였기 때문에 사실상 세계 최초라 할 수 있다”고 전했다.

그는 “한국의 장갑차 1대를 판매하는 경우, 구매 국가는 최소 10벌 이상의 궤도차량 승무원복을 같이 구매하지 않으면 안 될 정도의 신개념 제품이라는 점이 세계적 경쟁력 포인트라고 할 수 있다”며, “이는 한국의 방위산업의 경쟁력이 무기체계 분야뿐만 아니라 비무기체계 분야에서도 세계시장을 주도할 수 있는 제품군을 추가할 수 있게 된 점이 고무적이다”고 말했다.

㈜광장이노텍 조영수 대표는 “상용화 기술로 접목된 에어로젤 융·복합 제품의 개발과 시장경쟁력을 갖춘 원료 원천기술을 확보한 만큼 군 전력지원체계 분야를 넘어 다양한 산업분야 기업과 협력을 확대하는 한편, 에어로젤 기술을 요구하는 고기능·고성능 산업안전, 전기자동차 분야 등 기후변화 에너지 대응 시장을 선도하며 시장요구에 탄력적으로 대응해 나갈 예정”이라고 밝혔다.

<김진일 기자>

 

 

■ ㈜광장이노텍

 

에어로젤 블랭킷 표면 투습, 방수 기술과 퀼팅 기술 획득, 요소기술로 안착

투·방습 표면 처리된 에어로젤 블랭킷 적용, 세계 최초 소방복·잠수복 제시

KIST 및 민수분야 섬유피복 전문가·기업의 협업·조언이 세계 최초 이끈 힘

에어로젤 기반, 신수요 연관산업의 ESG 기여하는 플랫폼 기업으로 자리매김

 

 

㈜광장이노텍의 조영수 대표는 업계에서 ‘에어로젤 장인’으로 불린다.

 

㈜광장이노텍 설립 전, ㈜휴먼싸이디(SID)에서 상변화물질 다충진 성형기술과 에어로젤 파우더 필름 융·복합기술 사업을 진행했다.

 

기존 단열재의 한계를 뛰어넘어 얇고 고성능의 에어로젤을 적용한 단열재 시장이 커질 것으로 전망, 범용 에어로젤 소재 제조에 매진했다.

 

먼저, 미국 글로벌 충진재 회사 A사의 3mm 미만 에어로젤 블랭킷이 적용된 아웃도어 신발 사업화에 관심을 갖고 2016년 ㈜광장이노텍을 설립했다.

 

이듬해 KIST 홍릉 벤처밸리에 입주, KIST 연구진들과 협업을 통해 에어로젤 고도화를 본격적으로 추진했다.

 

2017년, T사의 군 방한화 적용, 군 우수상용품에 제안 및 시범운용을 통해 –30도까지 내려가는 추위에서 발에 땀 배출이 되지 않는다는 평가 및 개선 요구를 계기로 땀이 아닌 온도편차에 의한 결로가 원인임을 파악했다.

 

투습이 되지 않으면 인체에 적용하는 극한의 소재로 적용하기 어렵다는 판단으로 투습 되는 적층 필름 기술을 고안, 투습 필름 가공으로 경우에 따라 에어로젤 분진이 이탈될 수도 있지만 극한의 추위를 견딜 수 있는 소재개발을 위해 KIST의 도움으로 도전에 나섰다.

 

이것이 에어로젤 블랭킷 표면 투습, 방수 기술과 퀼팅 기술을 획득하는 계기가 됐다.

 

또한, KIST의 분석 결과 에어로젤의 작은 분진들이 적절하게 설계된 투습 기공으로는 빠져나오지 않는다는 것을 확인했다.

 

이는 에어로젤 블랭킷 가공 기술이 전 분야 요소기술로 대응이 가능하도록 만든 계기가 됐다.

 

하지만, 에어로젤 제조사들은 시장 진입의 제한적 사용 등으로 광장이 요구·설계하는 에어로젤 블랭킷을 제공하지 않았다.

 

대안으로 에어로젤 블랭킷이 기공층을 가진 직물이라면 구기거나 비비고 세탁을 해도 뭉쳐져 소재가 쏠리는 현상이 없을 것으로 판단, 에어로젤 블랭킷을 퀼팅하고 표면 처리하는 기술을 개발·성공했다.

이러한 시련과 대응 노력을 거쳐 ㈜광장이노텍은 자사 기술로 투·방습 표면 처리된 에어로젤 블랭킷을 이용해 제작된 세계 최초의 에어로젤 적용 소방복·잠수복을 선보이게 됐다.

 

기존 소방복의 1.5배 이상의 열 방호율, 기존 네오프랜 잠수복의 2.5배 이상의 열 보온율을 가지는 것으로 측정됐다.

 

㈜광장이노텍은 이 성과로 20개에 가까운 특허에 반영되어 기술 보호장치도 마련했으며, 그동안 ‘꿈의 기술, 가질 수 없는 기술’이라는 수식어가 따라다녔던 에어로젤 블랭킷 적용기술을 확보하는 계기가 됐다.

 

특히, 정확한 신수요시장 타깃을 설정하고 KIST의 연구협력과 안보·재난안전기술단 및 청정에너지연구센터의 군 적용 제안에 대한 기획의 결과물이었다.

 

KIST와 군 비무기체계 연구 전문가들과의 협업과 조언, 그리고 민수분야의 섬유피복 전문가들의 협업과 조언 등은 ㈜광장이노텍의 기술력이 사실상 세계 최초가 되도록 이끄는 큰 힘이 됐다.

 

한편, ㈜광장이노텍은 관계사인 ㈜휴먼SID, ㈜광장인더스, ㈜엘사이드와 함께 에어로젤 전문그룹으로 일반 자동차 튜닝 및 트럭 특장분야, 캠핑카, 자동차 루프·썬루프, 특장 화물차 캐빈에 최적화된 차량 내장재 제품적용도 준비하고 있다.

 

특히, 전기자동차용 에어로젤 열차단 소재와 군과 협력해 무인드론 등에 사용되는 배터리 및 항공 핵심부품 단열소재로 진화시켜 나가는 등 에너지효율 최적 소재인 에어로젤을 기반으로 신수요 연관산업의 ESG 실천에 기여하는 플랫폼 기업으로 자리매김한다는 방침이다.

 

<김진일 기자>

 

■에어로젤 소재기술 적용 ‘군 전력지원체계’ 6가지 생존제품

▶다기능 생존 슈트

작전 및 훈련 간 다기능으로 활용이 가능하도록 개발한 제품으로 극한의 전장 환경에서 기존 전력지원품의 각 용도를 최소한의 기능으로 축소해 부피와 무게를 줄인 제품.

물에 젖지 않고 유연하며, 낮은 열전도 값을 가진 에어로젤 블랭킷과 나노 블랭킷 신소재를 적용해 유사시 적지에 고립되거나 가혹한 환경속에서도 생존성을 극대화 할 수 있다.

슬리핑자켓, 판초우의, 2인 결합 타프형 텐트, 위장가리개, 깔개 등 5개의 형태로 활용이 가능하다.

 

1. 판초우의 : 일반 판초우의 및 간편한 방한 의복으로 사용

2. 2인 결합 타프형 텐트 : 2개 다기능 생존슈트의 각 테두리 지퍼 및 결합호크를 연결하여 2인용 타프로 사용

3. 위장 가리개 : 완전히 펼친 상태에서 사방 모서리부에 끈을 연결 후 지형/지물에 결속하여 은폐용 가리개로 사용

4. 깔판 : 세로로 포개어 사용

5. 슬리핑 포켓 : 팔 아래 몸체부 3면이 방수지퍼로 적용되어 작전중 웅크린 상태로 간단한 휴식 및 수면이 가능한 포켓으로 사용

<개발 제품 개념도>

 

 

▶전술잠수복

초단열성, 초경량성, 초소수성, 내압축성을 지닌 에어로젤 복합소재로 구성된 투방습 레이어가 적용된 제품이며, 수중침투 후 육상 전투로 전환 시 별도의 환복 없이 작전이 가능한 신개념 잠수복.

에어로젤의 초단열성과 내압축성으로 두꺼운 내피 착용 없이도 잠수복 전체에 균일한 보온력을 유지할 수가 있어 수중에서 열손실로 인한 저체온증을 현저히 줄일 수 있다.

잠수복 내부의 결로현상을 막아 쾌적성을 높였으며, 활동성 강화를 위해 팔과 다리에 소수성, 단열성이 우수하고 유연한 나노블랭킷을 적용했다.

 

▶궤도차량 승무원복

 

전차, 자주포, 장갑차 등 궤도차량 승무원용 피복으로 개발했으며, 국내 개인안전장비 전문 제조사의 비교시험에 따르면 에어로젤 복합소재는 기존 아라미드 소재 소방복에 비해 불꽃열 방호성능은 1.5배 이상, 복사열 방호성능은 1.4배 이상 우수한 것으로 나타났다.

이 제품은 차량이 피격당해 고온의 화염폭발이 발생하더라도 화상과 멜팅현상으로 인한 2차피해를 방지하고 승무원의 탈출 및 구조시간을 확보할 수 있으며, 에어로젤이 가진 초단열성에 의해 동계 전투에서도 방한복의 역할을 해서 승무원의 생존성을 높일 수 있다.

또한 소수성에 의해서 젖지 않기 때문에 습기 가열로 인한 스팀 화상 등의 피해도 방지할 수 있다.

 

▶전술방한복(외피, 내피)

 

동계 작전 시 착용하는 기존 전술방한복은 내피가 땀에 젖어 쾌적성이 떨어질 뿐만 아니라 체온손실로 인해 작전 수행 간 어려움이 있었으나, 이 제품은 투방습 기능이 탁월하고 단열 및 보온능력이 뛰어난 에어로젤 복합소재와 나노 블랭킷을 적용함으로써 가혹한 환경에서도 신체를 보호할 수 있는 최상의 기능성을 갖춘 제품이다.

 

▶침낭

 

침낭 내피, 외피, 덮개로 구성되어 있으며, 내피와 외피는 분리가 가능해 사계절 사용 가능한 제품.

침낭 하단부는 에어로젤 복합소재, 그 외에는 나노 블랭킷을 적용해 지면의 냉기 및 습기를 차단함으로써 보온성능이 우수하다.

또한 에어로젤의 우수한 내압축성으로 높은 하중에도 바닥면이 달라붙지 않아 균일한 보온력을 유지할 수 있다.

기존 화섬솜 침낭 대비 경량화 및 부피를 대폭 줄인 제품.

 

▶자충식매트

초단열성, 초소수성을 지닌 에어로젤 복합소재가 적용되어 동계 작전 및 훈련 간 바닥에 깔아 지면으로부터의 냉기 및 습기를 차단하는데 효율적인 제품.

 

http://www.ktenews.co.kr/bbs/board.php?bo_table=hot_news&wr_id=8420

㈜광장이노텍 - 한계 뛰어넘는 세계 최고 에어로젤 융·복합 소재기술 선보인다 > HOT NEWS | 한국섬

http://www.smarttexcrew.com

뉴스 정보 서비스 | 스마트텍스크루 | 대한민국