▣ 직물이 화학물질과 반응 시 박리되는, “벗겨 내는” 두 번째 반응 방식도 개발할 계획

 

매사추세츠대학교 애머스트 캠퍼스(UMass Amherst, University of Massachusetts Amherst)를 비롯한 몇 개 기관 연구팀들이 개발 중인 통기성 크고 가역성 있는, 나노튜브 이용 신소재 덕분에 미래의 군복에는 매우 중요한 보호막이 새로 생길 듯하다. Credit: Jacqueline McBride, Lawrence Livermore National Lab

 

 

생화학 무기를 퇴치하는 나노튜브 이용 직물을 개발 중인 매사추세츠대학교 애머스트 캠퍼스 등 연구팀의 연구 덕분에 미래의 군복에는 매우 중요한 보호막이 새로 생길 듯하다.
 

매사추세츠대 애머스트 캠퍼스 고분자학자 Kenneth Carter와 James Watkins는 팀장인 로렌스리버모어국립연구소(LLNL)의 Francesco Fornasiero와 협력해 미국 DTRA(국방위협감소국)이 자금을 지원하는 1,300만 달러 규모 프로젝트의 일부로 신소재 개발을 위해 5개년 연구비로 180만 달러를 최근 받았다. 이 군복은 10년 내에 현장에 배치될 수 있을 것으로 예상된다. 


이 직물은 주위에 위험 물질이 있으면 외부 제어장치 없이도 통기성이 아주 큰 상태에서 보호 상태로 바뀐다고 연구진은 말한다. 보호 상태에서는 위험 화학물질을 막으면서 양호한 통기성을 유지할 것이다. "이 군복은 주위 환경에 반응하는 스마트한 제 2의 피부 같을 것"이라고 Fornasiero는 말한다. 


매사추세츠대 애머스트 캠퍼스 연구진은 고분자와 나노입자를 합쳐 복합 기능성 소재를 만드는, 첨가제 이용 조립 공정에 대한 전문지식을 이 프로젝트에 활용했다. 막 및 층(Layer) 제작은 부분적으로 이 대학 롤투롤 나노제작시설(Roll-to-Roll Nanofabrication Laboratory)에서 이루어질 것이다. 


이 직물의 가역성은 세로로 서있는 수 나노미터 폭의 탄소나노튜브들로 만든 구멍 있는 高통기성 막을 화학 무기에 반응하도록 설계된 기능성 표층으로 개질을 했기 때문이라고 매사추세츠대 애머스트 캠퍼스의 Watkins는 말한다. 위험물질에 대한 이런 반응은 직접적인 화학무기 공격에 의해 촉발된다. 이 직물은 구멍 입구를 닫거나 오염된 표층을 없애 보호 상태로 바뀐다. 


착용자의 편안함 및 안전을 위해, 높은 통기성은 군인이 오염된 환경에서 임무 수행 시, 열 스트레스를 막는 보호복의 아주 중요한 요건이다. 높은 통기성을 지닐 수 있도록 이 신소재는 기체 투과 속도가, 비슷한 크기의 다른 구멍보다 100배 빠른 탄소나노튜브 구멍의 독특한 투과성을 이용한다.


세균과 바이러스 같은 생물 무기의 크기는 10nm 정도라고 연구진은 지적했다. 이 군복에 있는 막 구멍의 폭은 수 나노미터 밖에 안 되므로 그 같은 무기가 차단된다. 


그러나, 겨자가스와 신경가스 같은 화학 무기는 훨씬 작을 수 있고, 막 구멍이 반응해 그런 위험물질을 차단할 수 있어야 한다.
다기능 막을 만들기 위해 연구팀은 원 프로토타입 탄소나노튜브 막의 표면을 화학무기에 반응하는 작용기로 개질할 계획이다. 이 작용기는 문지기처럼 화학무기를 감지해 차단한다. 


또 연구진은 직물이 화학물질과 반응 시 박리되는, “벗겨 내는” 두 번째 반응 방식도 개발할 계획이다. 이런 식으로 황머스터드(물집 유발제) 같은 화학무기, GD/VX 신경 작용제, 포도상구균장내독소(staphylococcal enterotoxin) 같은 독소 및 탄저균 같은 생물 포자를 차단할 수 있을 것이다. 


매사추세츠대 애머스트 캠퍼스의 Carter는 "진짜 피부가 위험에 반응하여 오염된 부위가 떨어져 나가고 벗겨지는 방식을 모방하면, 이 첨단 직물에서 일어나는 제어된 화학반응을 통해서 역동적으로 반응하는 옷이 가능할 것"이라고 말했다. 


“Dynamic Multifunctional Material for a Second Skin Program(역주: 미 국방부 사업)” 과학기술 책임자인 Tracee Harris는 "화학무기에 반응하는 탄소나노튜브 막은 국방부 생화학 문제의 혁신적 해결책을 제공할 가능성있는 신소재의 훌륭한 예다. 이 미래형 군복은 우리 군대가 생화학 무기로 오염된 환경에서 오랫동안 안전하게 작전을 수행하고, 임무를 성공적으로 완수할 수 있게 해줄 것"이라고 말했다. 

 

Provided by University of Massachusetts Amherst


URL : http://phys.org/news/2012-11-skin-military-fabric-repel-chemical.html


<출처>Phys.Org, November 27, 2012

Posted by TopARA

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  1. 그대를 믿어요 2022.05.05 21:06 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    안녕하세요.
    블로그 내용 잘 보았습니다.

    5월 2일부터 실외마스크 해제가 가져오는 행복
    (들, 산, 바다, 공원으로 그동안의 답답함을 풀고자 사람들이 쏟아져 나왔네요. )
    하지만 한가지 꼭 잊지말아야 할 것은
    코로나는 종식이 아니라, 잠시 국민들의 경제, 생존을 위해서
    선택한 것 일뿐.... 그리고 또 다른 변이와
    우크라이나 전쟁, 중국의 상하이 베이징 봉쇄, 미국의 금리인상...
    이제 우리의 삶에 미치는 영향에 본격적으로 시작되면
    우리가 느끼는 행복이 영원할 수 있을까요?