[사이언스 포럼]소재에서 정정당당함을 찾다

김해두 재료연구소장

최근 폭스바겐과 아우디가 디젤 자동차 엔진에 배기가스 조작 소프트웨어를 장착해 대규모 리콜 사태를 일으켰다. 이는 세계적인 자동차 회사로서 연비와 성능은 물론 친환경적인 요소까지 두루 갖춘 자동차를 만들어 내겠다는 위대한 도전이 허망하게 끝난 사건이 되고 말았다.

이처럼 현재 많은 자동차 회사들이 높아진 고객의 눈과 환경 정책에 부흥하기 위해 노력하고 있지만 기술력은 그리 쉽게 따라가지 못하고 있는 실정이다.

그렇다면 성능과 환경 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 방법은 없을까. 재료연구소 소장으로서 이 어려운 문제의 답은 결국 소재에서 찾을 수 있다고 생각한다. 소재를 개발하고 신소재에 대한 관심을 높여야할 때이다.

엔진 성능의 향상이나 공기 저항을 감소시키기 위한 설계 기술은 이미 상당한 수준에 도달했다. 이제 남은 것은 차체 경량화다. 차체 경량화를 위해서는 결국 소재 기술로 눈을 돌리게 된다.

이때 많은 연구자들에게 주목받는 소재가 바로 마그네슘합금이다. 즉 기존에 철강 소재나 알루미늄 소재로 제조하는 부품을 더욱 가벼운 마그네슘으로 대체하는 것이 경쟁력의 관건이다.

마그네슘합금은 이미 전 세계적으로 주목받고 있다. 마그네슘합금은 비강도가 금속 중 가장 우수하고, 뛰어난 기계 가공성, 전자파 차폐, 진동 흡수성의 특성을 가지고 있어 수송기계 및 휴대용 부품 관련 산업에서 이미 그 수요가 급증하고 있는 상황이다. 하지만 아직 풀어야 할 숙제는 여전히 많이 남아 있다.

기술적인 측면으로는 마그네슘합금은 높은 산화성 및 폭발성을 가지고 있기 때문에 이를 극복할 기술이 필요하고 마그네슘 제조 기술, 용탕 처리 관련 기술, 재활용 기술 등 부가적인 기술도 다른 산업에 비해 부족하다.

기업적인 측면의 문제도 남아 있다. 마그네슘합금의 제조업체 및 표면처리업체는 대부분 중소기업으로 이뤄져 있으며 자본이나 연구 인력이 부족해 깊이 있는 연구가 어려운 실정이다. 정부와 산업체, 학계가 힘을 모아야 할 때이다. 협력과 융합 연구를 통한 해결책 모색이 필요하다.

한국 마그네슘 산업의 경우 다른 선진국보다 비교적 짧은 역사를 가지고 있어 위와 같은 문제점을 극복해 나가기 위해 더 많은 노력이 필요한 실정이다. 하지만 짧은 시간에도 많은 성장을 이루고 있어 한국 마그네슘 산업은 밝다.

많은 국내 기업들이 마그네슘합금 설계 및 제조, 가공재 기술에서 우수한 성과를 보이고 있으며 지속적인 연구 개발에 박차를 가하고 있다. 특히 올해에는 열 번째로 열리는 세계 최대 마그네슘 학술대회 'Mg2015'가 아시아 국가 중에서는 최초로 우리나라의 제주도에서 개최돼 전 세계 마그네슘 전문가들이 한국에 모이기도 했다.

재료연구소는 온실가스 중 하나인 육불화황(SF쐡)과 발암물질인 베릴륨(Be)을 사용하지 않고 비용 절감 효과까지 겸비한 제3세대 난연성 마그네슘을 개발해 실제 상용화를 추진하고 있다. 또한 마그네슘 소재의 70년 숙제로 인식돼 온 내식성을 획기적으로 개선해 독일 헬름홀츠연구소 카스텐(Casten) 박사 등은 기존 스테인리스 스틸(Stainless steel)의 내식성에 견줘 'Stainless magnesium'이라고 칭하기도 했다.

한국의 마그네슘 산업이 비록 짧은 역사를 가지고 있지만 재료연구소는 세계에서 최고의 마그네슘 기술 개발을 위해 깊이 있는 연구를 지속적으로 해 나갈 것이다. 특히 원천기술 개발부터 생활 속에서 사람들이 직접 느낄 수 있는 소재 실용화 연구까지 한국의 마그네슘 기술을 위해 아낌없이 투자하고 지원할 것이다.