신비한 도료의 세계

정체 감춘 재구성 높이는 만능 물질

스텔스 재료

부식 방지 도료의 기술

입력시간 : 2019-08-09 18:48:25 , 최종수정 : 2019-08-14 06:21:23, 김태봉 기자


정체 감추고 내구성 높이는 만능 물질: 신비한 도료의 세계

 

세계에서 가장 비싼 전투기로 알려져 있는 F-22 랩터는 그 가격만큼 굉장한 성능을 자랑한다. 2006년 시행된 모의 공중전에서 241대 격추라는 기록적인 전과를 올릴 정도다.

<사진:PIXABAY >


36천만 달러(유지보수 비용까지 감안한 비용)

당시 격추된 F-220. 이는 F-22가 가진 사기적인 스텔스 능력에 힘입은 바 크다. 여기서 특히 중요한 것이 기체에 도포된 스텔스 도료(radar absorbent coatings).

 

스텔스=적군의 레이더 및 탐지기에 잡히지 않는 기술 그 원리는 크게 두 가지.

전파흡수재료를 정교하게 설계해 전자파 일부는 그 표면에서 반사하고 나머지는 내부로 입사해 금속 표면에서 반사하도록 하는 것이다. 그러면 위상이 다른 전자파들이 서로 재료 표면에서 만나면서 상쇄돼 열로 소멸된다. 다만 이 방법은 특정 주파수가 아니면 그 효과가 떨어지는 단점이 있다.

<사진:PIXABAY >


다른 방법은 입사한 전자파를 반사하지 않고 점차 흡수시켜 소멸하는 방법이다. 이 역시 두꺼워진다는 단점이 있기에 두 방식의 장점을 조합해 성능을 높이는 연구가 한창 진행되고 있다. 사실 이는 도료(塗料)의 수많은 쓰임새 중 하나일 뿐이다.

얇은 박막작업과 후가공이라는 비교적 쉬운 수단으로 내열성, 내마모성, 내약품성 등 다양한 성질을 부여할 수 있기에 도료는 인류 문명의 필수요소로 자리 잡았다.

<사진:PIXABAY >


그 대표적인 예가 선박에 쓰이는 도료다.

염분 가득한 바닷물에 수시로 노출되는 배의 특성상 그로 인한 부식은 큰 문제 중 하나다.

금속이 부식되는 이유는산화-환원반응 때문이다. 이를 억제하기 위해 니켈 등 산소와 반응성이 더 큰 재료를 사용해 철의 부식을 막는다.

 

최근에는 티타늄을 활용한 도금이 인기다. 강도가 강하고 고온에서도 잘 견디며 내식성이 뛰어나기 때문.

가격과 기술적 어려움을 극복하고 최적화된 생산 프로세스를 개발하는 작업이 한창이다. 한편 이러한 내식성 강화 도료 기술은 바닷물을 냉각수로 쓰는 원자력 발전 등 선박 이외에도 쓰임새가 많다.

<사진:PIXABAY >


도료를 코팅하는 기술도 갈수록 발전하고 있다. 요즘 주목받는 기술은 스마트 코팅. 복합 나노용기에 각종 기능성 물질을 캡슐화 하여 필요할 때마다 방출하는 것이다. 이는 부식이나 변형으로부터 표면을 복원하는 자기치유(Self-heal) 능력을 가질 수 있어 많은 관심을 받고 있다.

자동차나 각종 전자기기의 수명 연장에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.


최근에는 1700도 이상의 열에도 견디고, 원적외선을 방출해 곰팡이 생성을 막는 등 한층 진보된 도료가 개발되고 있다.

석기시대 속 벽화서부터 미래 첨단기술까지

앞으로도 각종 도료들은 인류 문명과 함께할 것이다.

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