미국 미시간대 연구진 “항공기 날개·자동차 유리 얼음 방지 등에 적용 계획”

재미 한국 과학자가 참여한 미국 미시간대 연구진이 항공기 날개나 자동차 유리 등에 뿌리면 표면에 얼음이 얼어붙는 것을 차단할 수 있는 표면 코팅 물질을 개발했다.

미시간대 재료공학과 아니시 투테자 교수와 이덕현 박사 연구팀은 13일 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’(Science Advances)에서 얼음이 얼어붙는 것을 막고 이미 생성된 얼음은 약한 바람에도 떨어져나가게 하는 스프레이식 코팅 물질을 개발했다고 밝혔다.

겨울철 자동차 유리나 항공기 날개, 풍력발전기 터빈 등에 달라붙는 얼음은 정상 작동에 방해가 될 뿐 아니라 안전사고 원인이 되기도 한다. 이런 얼음 제거에는 화학물질이나 긁어내는 도구 등이 사용되지만 효율적이지 못하고 비용도 많이 든다.

이전 연구들에서 제시된 얼음 방지 물질은 대부분 어는 온도 이하에서 물을 밀어내는 성질을 보이는 것으로, 얼음 자체를 밀어내는 물질은 아니었다.

연구진은 이 연구에서 투명하고 부드러운 탄성의 고무 재질로 된 스프레이 코팅 물질을 이용해 표면에 얼음이 얼어붙자마자 얼음 중력이나 바람 정도의 약한 힘에 얼음이 미끄러져 떨어져나가게 하는 데 성공했다.

얼음이 표면에 달라붙지 않고 떨어져나가는 데에는 고무 재질 코팅과 얼음 사이에서 나타나는 ‘계면 공동 현상’이 크게 작용한다고 연구진은 설명했다.

이들도 애초 물을 밀어내는 성질이 강한 표면물질을 개발하는 연구를 진행했으나 실험과정에서 물을 밀어내는 성질이 강하지 않은 고무가 오히려 얼음을 밀어내는 성질이 우수하다는 사실을 발견했다.

논문 제1 저자인 박사과정 케빈 골로빈은 자동차 유리창 위의 얼음처럼 두 가지 딱딱한 표면은 강하게 결합해 있어 이를 떼는 데 큰 힘이 필요하지만 이번에 개발한 물질에서는 ‘계면공동현상’이 고무 표면을 변형시켜 얼음이 쉽게 떨어진다고 설명했다.

연구진이 이 물질을 유리와 전선, 플라스틱 등에 뿌려 코팅한 다음 실험한 결과 영하 15℃의 추운 날씨에서도 수개월간 얼음이 표면에 달라붙지 않게 하는 효과를 보였다.

투테자 교수는 “이 기술의 첫 상업적 적용은 냉동식품 포장재 내부 코팅이 될 것”이라며 “이보다 엄격한 내구성과 안정성을 요구하는 자동차나 항공기 등에 이 기술을 적용하는 것에 대해서도 현재 연구하고 있다”고 말했다.

연합뉴스