티타늄·그래핀 등 꿈의 소재

Chapter 2. 4차산업혁명 시대 뜨는 직업

티타늄 자동차 가격 40억 원 넘어

<신소재>     

인류는 지금까지 화석연료나 철광석 같은 자연자원을 소재로, 다양한 물질을 만들어 사용하고 있다. 그러나 지구에 있는 이들 자연자원은 멀지 않은 장래에 모두 고갈되게 돼 있다. 따라서 이를 대체할 새로운 소재와 물질을 만들어내야만 한다.

      

티타늄Titanium과 탄소·그래핀 등으로 만들어낸 신소재는 이미 실생활에 활용되고 있고, 광섬유는 통신 발달에 기여하고 있다. 이처럼 이제 더 이상 철광석을 캐내지 않고도 현재의 철강보다 수십 배 높은 강도를 지닌 신소재(신물질)들이 발명되고 있는 것. 신소재New materials(또는 Advanced materials)는 △물성 연구 △재료 설계 △재료 가공 △시험 평가 등의 과정을 통해 만들어진다. 기존의 소재素材는 △유기재료 △무기재료 △금속재료로 분류되었으나 신소재는 △파인세라믹스Fine ceramics △신금속재료 △고분자재료 △복합재료 등 네 가지로 분류된다.

티타늄Titanium은 원자번호 22번의 원소. 잘 녹슬지 않고 밀도가 강철의 57%로 아주 가벼워 각종 산업에서 철을 대신할 만한 금속이다. 하지만 공정과정이 까다롭기 때문에 다른 금속에 비해 비용이 많이 들어간다. 이로 인해 그동안 소량으로만 생산되어 비싸게 유통되어 왔다.

생산된 티타늄 금속의 절반 정도는 비행기 동체나 터빈의 날개, 그리고 파이프 같은 항공기 부품을 만드는 고성능 합금용으로 이용된다. 예를 들면 보잉 787 항공기는 무게의 약 15%가 티타늄이라고 한다. 또한 티타늄은 인공위성과 국제 우주정거장의 주요 소재이기도 하다.

 중국 자본과 이탈리아 기술력이 손잡고 탄생시킨 티타늄 차가 지난 2018년 6월 처음으로 시판됐다. ICONA사의 하이브리드 슈퍼카 ‘볼케이노Vulcano’가 그 주인공. 이 티타늄카는 최고속도 350km/h, 최대출력 670마력을 자랑하며 제로백은 2.9초. 하지만 이 꿈의 자동차는 당분간은 말 그대로 꿈만 꾸어야 할 듯. 가격이 무려 300만 달러(약 32억 원/ 2018년 환율 기준)나 되기 때문이다. 2023년 9월 25일 환율 기준(1달러 = 1,355원)으로 하면 무려 40억 원이 훌쩍 넘는다. 그러니 티타늄 생산원가가 일반 철강가격 대로 떨어지기만을 기다려야 할 것으로 보인다. 그만큼 신소재 티타늄의 개발 연구에 도전할 만한 가치가 크다고 할 수 있다.     

ICONA사 기술진이 개발한 Vulcano Titanium 카를 선보이고 있다. <출처=vulcanoTitanium.com>

                                 

티타늄과 티타늄 합금은 골프 클럽·보석·테니스 라켓·시곗줄·자동차 휠과 같은 다양한 소비재의 재료로도 사용된다. 스페인 구겐하임 박물관의 빛나는 방수 코팅 재료도 티타늄을 많이 함유한 합금이다. 특수 티타늄 합금(니켈과)은 모양을 기억(형상기억)한다. 그래서 이 형상기억 합금은 의료용이나 산업용 또는 안경테 등으로 다양하게 사용되고 있다.

우리나라에는 와우티타늄·(주)서울티타늄·(주)메코텍티타늄·세진티타늄 등 티타늄 전문 기업들이 티타늄 소재는 물론 소재를 활용한 각종 제품을 제작, 판매하고 있다.

                              

 

■ 신소재의 종류