세계 수준의 유기탄성체 연구실, 지속가능한 성장을 꿈꾸다
“친환경 고분자 소재 개발로 세계 산업을 선도하겠습니다”
경상대학교 유기탄성체연구실 김진국 교수

현대사회에서 ‘고무’는 중요한 부분을 차지한다. 매일 타고 다는 자동차의 타이어부터 전기와 신호를 전달하는 케이블의 절연피복, 산업현장에서의 사용하는 각종 완충제, 일상에서 사용하는 다양한 생활용품에 이르기까지 고무는 우리 삶의 많은 부분을 가능케 한 필수 소재 중 하나다. 이에 경상대학교 유기탄성체연구실은 다양한 국책사업과 기업의 산학협력 프로젝트를 수행하며 고무 산업의 혁신을 선도하고 있다.

미래 산업의 화두는 ‘친환경 기술’
‘고무’는 모든 산업분야에 걸쳐 운용과 활용을 위한 핵심소재로 기능하고 있다. 특유의 탄력성, 밀봉성, 충격흡수성은 다른 소재로 대체 불가능하기 때문에 세계 각국에서는 좀 더 특화된 기능을 갖췄거나, 활용도가 뛰어난 고무 연구를 위해 투자와 연구를 거듭하고 있다. 그 가운데서도 경상대학교 유기탄성체연구실은 고무합성 및 가공에 필요한 파이롯 시설을 두루 갖추고 있는 세계적인 명성의 실험실 중 하나다. 연구실의 주된 연구는 환경친화적 분야와 미래 에너지 분야에 초점이 맞춰져 있다. 

먼저 연구실에서 수행하는 ‘폐식물성 오일 기반 바이오 탄성체의 제조 기술개발’은 친환경적이며 지속가능한 성장을 추구하는 최근의 흐름에서 더욱 중요시되는 분야이다. 특히 산업의 발달과 소비 증가로 인한 석유고갈 문제는 고무 산업에 직격탄으로 작용한다는 점에서 바이오 탄성체의 개발은 인류가 반드시 해결해야할 숙제 중 하나이다. 또한 ‘고차단성 탄성체 구조 제어 기술’ 연구의 경우, 일반적으로 차단성 기능소재에서 가장 널리 사용되고 있는 탄성소재의 구조적 취약성을 보완하기 위한 것으로 미래 산업계가 요구하는 고 차단특성 제품에 필요한 필수기술이다. 특히 차단성을 높이는 기술은 에너지의 불필요한 손실을 막고 효율성을 높인다는 점에서 미래 산업의 핵심이라 볼 수 있다.

폐타이어 활용한 고무플라스틱 복합소재 기술 개발
연구실은 그간의 연구를 통해 고무와 관련된 10권의 저서와 68개의 특허기술을 보유하는 성과를 달성했다. 이 특허기술 가운데 일부는 산업체로 이전되어 제품화되기도 했다. 연구팀의 성과는 크게 몇 가지로 나눌 수 있다. 먼저 상온법을 이용한 분쇄기술인 폐타이어 미분쇄기술을 개발해 낸 것이다. 고무류는 상온분쇄로는 60mesh 이하의 분말화가 어려워 대개는 액체질소를 사용해왔다. 연구팀은 이로 인한 비용증가 문제를 극복하고자 연구를 거듭해 상온분쇄로 80mesh의 분말화 기술을 개발해냈다. 나아가 압출식 폐고무분쇄장치를 세계 최초로 개발했으며, 이 장치는 연속식 공정으로 생산성을 크게 향상시킬 것으로 기대되고 있다. 또한 연구팀은 폐타이어·폐플라스틱 수지를 열가소성탄성체(TPV)로 재자원화하고, 이를 보도블록과 방음방진판 등의 제품으로 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 세계적으로도 골칫거리인 폐타이어 처리 문제를 해소하고 재활용할 수 있는 길을 열어줌으로써 친환경적인 기술로 높게 평가받고 있다. 이에 더해 연구실은 초음파 개질장치를 고안하여 초음파를 적용한 새로운 고무개질기술을 개발, 양산화 제품에 적용하기도 했다.

이에 더해 연구팀은 최근 첨단기술의 화두인 ‘미래형 로봇(안드로이드 로봇)’용 피부 개발에도 박차를 가하고 있다. 로봇산업은 이미 국제 로봇대회에서 우승할 정도의 세계적인 기술력을 자랑하며 우리나라 미래의 성장 동력으로 주목받고 있다. 연구팀은 기존의 금속체가 아닌 인간과 같은 피부를 지닌 ‘감성적인 로봇’, ‘캐릭터를 가진 로봇’ 개발에 일조함으로써 미래 인류의 삶을 혁신적으로 바꿔나가는 데에 조력하고 있다.

김진국 교수는 “저희는 세계적으로 연구개발이 쇠퇴해가는 유기탄성체에 대해 연구한다는 자부심을 가지고 고무와 같이 화려하고 각광을 받지는 않지만 없어서는 안 될 필수적인 인재양성을 한다는 점을 목표로 하고 있습니다”라고 밝혔다. 보다 나은 소재를 개발하기 위해 묵묵히 연구에 매진하고 있는 김진국 교수와 연구진들. 그들의 노력에 응원의 박수를 보낸다.

Introducing a world class organic elastic body research institute
Leading the global industry by developing eco-friendly high molecular materials
Prof. Jinkook Kim of Organic Elastic Body Research Institute at Gyeongsang National University

Eco-friendly technology is a future industry
Rubber is widely used as one of the core materials in almost all the industries. Thanks to the material’s elasticity, sealing performance and shock absorbtion, many research centers in the world are carrying out related R&D for a better use of rubber. Among them is Organic Elastic Body Research Institute at Gyeongsang National University. As one of the top research institutes in the field, the institute is equipped with pilot facilities that are needed for synthetic rubber and processing. The researches are mainly focused on the fields of eco-friendliness and future energy. ‘Waste Vegetable Oil-based Bio Elastic Body Manufacturing Technology Development’, for example, is a research, related to eco-friendliness and sustainable growth which is regarded as an important area at the moment. Especially the oil shortage is one of main problems in the world and it is closely related to rubber industry and therefore the development of bio elastic body is one of the core tasks for people to achieve. ‘High Intercepting Elastic Body Construction Control Technology’, for another example, is to improve structural vulnerability of the existing elastic materials which is widely used for intercepting functional materials. It is a highly necessary technology for future industries as it prevents energy from unnecessary loss while increases its efficiency. 

Development of rubber plastic composite material technology by using waste tires
The institute obtained 68 rubber related patents and published 10 books. Some of the patents have actually been used to make products. The institute has achieved remarkable research results include a development of ‘Used Tire Fine Grinding Technology’ that grinds tires in room temperature. In fact, the existing rubber materials used liquid nitrogen because the room temperature grinding method cannot grind it down to 60mesh. In order to solve the high costs it generates, the institute developed a technology that can grind it down to 80mesh. The institute also developed ‘Pressing Type Used Tire Grinder’ for the first time in the world and it is expected to significantly increase productivity through a continuing process.

In addition, the institute developed a technology to recycle used tires and waste plastic in the form of TPV(thermo- plastic vulcanizate) for the use of precast pavers and soundproof and dust tight. This technology is highly praised for the eco-friendly disposal and recycling of used tires. The institute also developed ultrasonic modifier and rubber modifying technology and commercialized related products. Currently, the institute is focusing on the development of ‘Futuristic Robot (Adroid Robot) Skin’. The Korean robot industry has won numerous prizes at various international competitions with cutting edge technology and the robot industry is regarded as one of growth engines of the nation. The institute’s ‘Emotional Robot’ and ‘Characterized Robot’ which have skin like human being will significantly contribute to changing our lives innovatively. Prof. Kim said “Research on organic elastic body is experiencing a down turn at the moment but we are proud of fostering new talents in the field.” Power Korea hopes that the passion and effort of Kim and his team will bear good fruit.