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"2400도에도 끄떡없다"…中, 초고온 견디는 금속 합금 개발

중국 연구진이 섭씨 2400도에 달하는 초고온 환경에서도 강도를 유지하는 새로운 금속 합금을 개발했다. 이 기술이 상용화될 경우 극초음속 항공기와 재사용 우주선, 차세대 원자로 등 극한 환경에서 사용되는 첨단 기술의 성능을 크게 끌어올릴 수 있을 것으로 기대된다. 인터레스팅엔지니어링, 사우스차이나모닝포스트 등 외신은 중국 시안자오퉁대학 연구진이 개발한 새로운 탄탈럼(Tantalum) 기반 합금 연구 결과가 국제학술지 네이처(Nature)에 발표됐다고 최근 보도했다. 연구진이 개발한 합금은 특수하게 설계된 탄탈럼 기반 소재다. 탄탈럼은 녹는점이 약 3000도에 달해 현존하는 금속 가운데 가장 뛰어난 내열성을 가진 재료 중 하나다. 그러나 기존 탄탈럼 합금은 극한의 고온에서는 강도가 떨어지는 한계를 지녀 왔다. 연구진은 합금 내부의 미세구조를 정밀하게 제어해 이러한 문제를 해결했다. 극심한 열에도 내부 구조가 안정적으로 유지되도록 설계함으로써 변형을 억제하고 높은 강도를 유지할 수 있도록 한 것이다. 극초음속 항공기와 재사용 우주선, 첨단 로켓 엔진, 차세대 원자로 등은 초고온에서도 기계적 강도를 잃지 않는 소재가 필수적이다. 현재 제트엔진 등에 널리 사용되는 니켈 기반 슈퍼합금 역시 온도가 2000도에 가까워지면 강도가 크게 저하되는 한계를 보인다. 반면 이번에 개발된 탄탈럼 합금은 최대 2400도의 고온에서도 무거운 하중을 견딜 수 있는 것으로 나타나 기존 고온용 구조재보다 크게 향상된 성능을 입증했다. 일반적으로 금속은 온도가 높아질수록 내부 결정 구조의 움직임이 활발해지면서 점차 무르게 된다. 특히 녹는점의 약 60%를 넘는 온도에서는 원자들이 자유롭게 이동하면서 외부 하중에 의해 쉽게 변형된다. 연구진은 재료 내부 배열을 안정화해 기존 금속이 약해지는 극한 조건에서도 높은 강도를 유지할 수 있게 했다고 설명했다. 연구진은 해당 소재가 실험실을 넘어 실제 환경에서도 동일한 성능을 입증할 경우 극초음속 미사일과 항공기 부품, 로켓 노즐과 연소실, 우주선 열 보호 시스템, 첨단 가스 터빈, 원자력 발전소 핵심 부품 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대하고 있다. 극한의 고온에서도 안정적으로 작동할 수 있다면 엔진 효율 향상은 물론 부품 수명 연장, 냉각 시스템 부담 감소 등 다양한 효과도 기대할 수 있다. 다만 상용화까지는 추가 검증이 필요하다. 연구진은 반복적인 가열과 냉각 과정에서도 성능이 유지되는지, 산화와 부식에 대한 내성이 충분한지, 장기간 안정적으로 사용할 수 있는지 등을 확인해야 한다고 밝혔다. 또한 탄탈럼 자체가 고가의 금속인 만큼 생산 비용을 낮추면서도 성능을 유지할 수 있는 제조 기술 확보가 상용화의 핵심 과제로 꼽힌다. 인터레스팅엔지니어링은 첨단 항공우주와 원자력 기술 개발 경쟁이 치열해지는 가운데 초고온 합금 기술의 중요성이 갈수록 커지고 있다며, 이번 탄탈럼 기반 합금이 상용화에 성공할 경우 기존 금속으로는 구현하기 어려웠던 극한 환경용 기계와 항공우주 시스템 개발의 새로운 전환점이 될 수 있다고 평가했다.

2026.07.28 13:37이정현 미디어연구소

UV로 형상기억합금 시트 3차원화 성공…사람 피부 구현 "한걸음 더"

형상기억합금(SMA) 액추에이터를 구동하기 위해선 통상 전류를 흘려 보낸다. 빛으로 제어하는 방법도 있다. UV(자외선)을 광열변환 과정을 거쳐 금속 시트를 원하는대로 변형할 수 있다. 그러나 이에는 빛의 열변환 효율이나 빛의 깊이, 정밀한 제어, 주변 환경 등 여러 걸림돌이 있다. KAIST 오일권 기계공학과 교수 연구팀이 이 같은 문제를 해결하고, 전선없이 빛만으로 SMA 메타모핑 구조를 만들어 내는데 성공했다. 메타모핑은 외부 자극에 따라 미리 설계한 형태로 변형되는 것을 말한다. 연구팀은 UV 레이저 미세가공 기술을 이용해 키리가미 절개 패턴을 만드는 방식으로 니켈-티타늄 형상기억합금 시트를 개발했다. 키리가미는 종이접기의 일종으로, 평판 재료를 절개를 통해 원하는 3차원화하는 구조 설계 기술이다. 특히, 레이저 유도 산화를 통해 외부 코팅없이 근적외선 흡수율을 기존대비 1.85배 향상시켰다. 또 힌지 폭과 슬릿 폭 등 구조 파라미터를 체계적으로 조절하는 방법으로 변형 높이와 차단력 사이의 트레이드오프를 원하는대로 설계하는데도 성공했다. 연구팀은 레이저 산화 정도를 위치별로 다르게 패터닝, 동일한 빛을 균일하게 비추더라도 각 영역이 서로 다른 속도로 순차 변형되는 시공간적 구동 제어 가능성도 확인했다. 논문 제1저자인 김현수 기계공학과 석사과정 연구생은 전화통화에서 "UV 레졸루션은 25마이크로미터 수준"이라며 " 이 광열 SMA 메타구조를 다채널 근적외선 LED 배열과 결합, K→A→I→S→T 문자 패턴을 순차 표시하고 방향 안내 내비게이션 촉각 신호를 구현하는 3차원 형상 디스플레이 및 햅틱 인터페이스로 확장했다"고 설명했다. 김현수 연구생은 기존 연구와의 차이점에 대해 "하나의 UV 레이저 공정으로 기계적 구조와 광학적 표면 특성을 동시에 설계했다는 점"이라고 덧붙였다. 오일권 교수는 "현재의 웨어러블 촉각 인터페이스는 주로 진동 모터나 단순 압력 자극에 의존한다. 그러나 사람 피부는 진동뿐 아니라 국부적인 돌출, 누름, 방향성, 공간 패턴과 같은 다양한 촉각 정보를 감지할 수 있다"며 "이 기술은 얇은 금속 시트를 다채널 3차원 촉각 픽셀로 바꿔, 표면 자체가 정보를 전달하는 새로운 방식의 햅틱 인터페이스 가능성을 보여준다"고 말했다. 오 교수는 또 "촉각 정보를 단순히 전기 신호로만 제어하는 것이 아니라, 재료와 구조 안에 미리 프로그래밍할 수 있다"며 "향후 스마트워치나 AR·VR 장갑, 로봇 원격조작 인터페이스, 점자·방향 안내 디스플레이 등에서 표면이 실제로 솟아오르며 정보를 전달하는 차세대 촉각 디스플레이로 활용될 수 있고, 더 나아가면 빛으로 제어되는 소프트 로봇 피부, 지능형 모핑 인터페이스의 핵심 플랫폼으로 확장 가능할 것"으로 내다봤다.

2026.07.20 10:17박희범 기자

"흠집 논란에도…아이폰18 프로, 알루미늄 그대로 간다"

애플이 올 가을 출시할 예정인 아이폰18 프로에 이전 모델과 마찬가지로 알루미늄 합금 소재가 적용될 것이라는 전망이 나왔다. IT매체 맥루머스는 15일(현지시간) IT 팁스터 픽스드 포커스 디지털을 인용해 아이폰18 프로가 일부 내구성 논란에도 불구하고 알루미늄 합금 프레임을 유지할 예정이며, 우수한 방열 성능을 제공할 것이라고 보도했다. 해당 팁스터는 최근 웨이보를 통해 "아이폰17 프로의 내구성 문제를 직접 경험하지 못한 사용자라면 새로운 색상 옵션에서 발생할 수 있는 도장 벗겨짐 현상에 주의할 필요가 있다"고 주장했다. 이전에 그는 "아이폰17 프로 출시 이후 일부 사용자들이 표면 흠집 문제를 제기하며 애플에 보상을 요청했지만, 애플은 알루미늄 합금 소재의 특성과 일반적인 사용 과정에서 발생하는 마모에 해당한다는 이유로 보상 대상이 아니라고 설명했다"며 "아이폰18 프로 역시 동일한 디자인 방식을 유지할 것으로 보인다"고 전망한 바 있다. 아이폰17 프로는 지난 2년간 프로 모델에 적용됐던 티타늄 프레임을 대신해 양극산화 처리된 알루미늄 유니바디 디자인을 채택했다. 하지만 출시 직후부터 표면 내구성 우려가 제기됐다. 특히 다크 블루와 코스믹 오렌지 색상 모델은 다른 색상보다 스크래치가 쉽게 발생한다는 지적을 받았으며, 일부 애플스토어 전시 제품에서도 짧은 기간 안에 눈에 띄는 흠집이 확인됐다는 보고가 나왔다. 또 코스믹 오렌지 색상 일부 제품에서는 프레임과 카메라 주변부가 로즈골드 또는 핑크빛으로 변색되는 현상이 나타나면서 품질 논란이 확산됐다. 일부 사용자는 애플 지원을 통해 기기를 교체받은 것으로 알려졌다. 현재 아이폰18 프로는 ▲다크 체리 ▲라이트 블루 ▲다크 그레이 ▲실버 4가지 색상으로 출시될 것으로 예상된다. 이 가운데 다크 체리는 대표 색상으로, 지난해 코스믹 오렌지보다 한층 차분한 와인빛의 짙은 붉은색이 될 것으로 전망된다. 아이폰18 프로는 지난해와 마찬가지로 블랙 색상이 제외될 가능성이 높지만, 다크 그레이 모델은 블랙에 가까운 짙은 색감을 제공할 것으로 알려졌다. 아이폰18 프로와 아이폰18 프로 맥스는 애플의 첫 폴더블 아이폰과 함께 오는 9월 공개될 것으로 예상된다.

2026.06.16 09:42이정현 미디어연구소

풍산그룹, 항균 동합금으로 병원 감염 예방 힘 보탠다

코로나19 이후 병원 내 감염관리 중요성이 커지는 가운데, 풍산그룹이 유해 세균을 사멸하는 동합금 제품을 서울대병원에 기부했다. 풍산그룹은 지난 5일 동 소재로 제작한 항균·항바이러스 제품 1천100여 점을 서울대병원에 전달했다고 8일 밝혔다. 풍산그룹이 연구·개발한 '바이오 메디카퍼' 소재는 코로나19를 비롯한 바이러스와 유해 세균을 99.9% 사멸하는 국내 최초 동합금 제품으로서, 사람의 손이 접촉하는 곳에 설치해 교차감염을 방지할 수 있다. 풍산그룹은 이 소재로 제작된 각종 출입문 손잡이와 자동문 스위치를 서울대병원 혜화동 본관과 암병동, 외래병동 등 사람의 왕래가 잦은 구역에 설치했다. 류진 회장은 “바이오 메디카퍼 제품들이 세균과 바이러스로부터 환자와 의료진을 안전하게 보호해 줄 것으로 기대한다”며 “앞으로도 풍산그룹은 국민 건강과 안전한 일상생활에 기여하기 위해 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

2025.12.08 11:14류은주 기자

APS, 차세대 합금소재 기업에 투자…그룹 핵심 사업으로 키운다

APS는 계열사 제니스월드와 함께 친환경 고강도 알루미늄-마그네슘 합금 'ECO-Almag' 소재 기업인 비트(한국생산기술 연구원 Eco-Almag 기술이전기업)에 전략적 투자를 단행하고, 2대 주주 지위를 확보했다고 9일 밝혔다. 이번 투자는 단순한 지분 확보 차원을 넘어, 소재의 안정적 공급망 확보와 글로벌 소재 시장 진출을 위한 발판이라는 점에서 큰 의미를 갖는다. APS는 이에 발맞춰 '소재사업실'을 신설하고, 소재·부품 사업을 일차적인 주력사업으로 정하여 본격적으로 육성할 계획이다. 특히 ECO-Almag 관련 사업을 그룹의 핵심 성장 축으로 자리 매김 시키고, 이 외에도 파인메탈마스크(FMM) 개발과정에서 사용되었던 인바(Invar) 소재를 다양한 응용분야에 확대 적용해 나갈 예정이다. 알루미늄-마그네슘 합금은 1970년대까지 항공, IT 산업 등 고강도 경량소재가 필요한 산업에서 널리 사용되었지만 마그네슘 산화를 방지하는 베릴륨(Be)이 독성으로 인해 사용이 제한되면서 생산량과 응용처가 급감한 바 있다. 하지만 한국생산기술연구원(담당 김세광 박사)에서 베릴륨 없이도 마그네슘 산화를 방지하는 친환경 'ECO-Almag' 기술을 세계 최초로 개발하면서 다시 산업에서 예전의 쓰임을 회복할 수 있는 길을 찾았다. 특히 마그네슘 함량 6% 이상을 구현하면서도 가공성은 기존 알루미늄-마그네슘 합금 대비 20% 이상 향상, 강도는 2배 이상 강화돼 자동차, 2차전지, 조선, IT 등 다양한 산업 분야에서 기존 소재를 대체할 수 있는 '게임 체인저'로 주목받고 있다. 또한 스테인리스 스틸(SUS) 수준의 강도와 내부식성을 갖추면서 무게는 1/3 수준에 불과해, 초경량·고강도 소재가 필요한 국방 산업과 차세대 모빌리티 분야에서의 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 기대된다. 지난 5월 9일, 한국생산기술원과 국방과학연구소(ADD)는 ECO-Almag을 적용한 경량 부품을 활용해 미래 국방무기체계 개발을 위한 전략적 업무협약(MOU)을 체결했다. 이는 이 소재가 단순 R&D를 넘어, 실제 산업 적용 단계로 진입하고 있음을 보여주는 상징적인 사례다. APS는 그룹 내 반도체, 디스플레이, 2차전지 제조장비 계열사인 AP시스템, 넥스틴, 디이엔티 등과의 긴밀한 연계를 통해 ECO-Almag 소재를 장비 부품에 직접 적용할 계획이다. 이를 통해 기존 알루미늄 및 SUS 부품을 대체함으로써 장비의 경량화, 원가 절감, 성능 향상이라는 3대 효과를 동시에 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 기존 알루미늄 합금이 적용되지 못했던 산업군에 진입하거나, SUS를 대체할 수 있는 고부가가치 부품군을 적극 발굴해 투자 대비 빠른 매출 전환을 목표로 하는 구체적인 사업 전략도 함께 추진 중이다. APS 관계자는 “이번 투자는 단순한 재무적 투자를 넘어, 국내 신소재 산업의 글로벌 경쟁력을 확보하기 위한 전략적 결단”이라며 “그룹 내 시너지를 넘어, 국내 주력 산업군의 경쟁력 강화에 기여하고, 나아가 글로벌 초경량 신소재 시장에서 리더로 자리매김하겠다”고 밝혔다.

2025.06.09 09:00장경윤 기자