헬로티 조상록 기자 |

한국재료연구원(KIMS) 철강재료연구실 이창훈 박사 연구팀이 개발한 경량 스테인리스 철강 기술이 2020년 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 재료분야 Top100에 선정됐다. 경량 스테인리스 철강은 기존 스테인리스 철강보다 약 20% 가볍다.

기존의 경량 철강은 철에 가벼운 합금원소인 알루미늄을 첨가해 경량화를 달성해왔다. 이때 첨가되는 알루미늄은 쉽게 깨지는 취성을 증가시켜 알루미늄을 철에 10% 이상 첨가하기 힘든 한계가 있었다.

연구팀은 12%의 알루미늄을 첨가하고도 탄소, 망간, 크롬 등의 합금원소 첨가량을 최적화해 철강의 취성을 낮췄다. 특히, 크롬을 이용해 미세하고 치밀한 산화층을 생성함으로써 부식에도 잘 견딜 수 있도록 했다.

스테인리스 철강은 1910년대 개발된 이후 현재까지 사람들의 실생활에 밀접한 영향을 미치고 있다. 자동차·조선·건축·의료·가전 등 스테인리스 철강이 쓰이지 않는 곳을 찾기 힘들 정도다. 이는 부식에 약한 철강의 단점을 해결했기에 가능했다.

하지만 또 다른 철강의 숙제인 경량화는 여전히 해결하지 못하고 있다. 최근 미래 환경 예측에 관한 많은 보고에 따르면 이산화탄소 등 온실가스 감소와 에너지 효율 향상, 더 나아가 탄소중립의 달성 여부가 앞으로 인류의 미래를 좌우할 것으로 전망된다.

이와 같은 산업환경의 변화로 인해 기계적 특성, 용접성, 경제성 등이 우수한 철강은 가벼운 소재인 경량금속, 복합재료 등의 강력한 도전에 직면해 있다. 이번 성과는 향후 철강 기술이 나아갈 미래 방향을 제시했다는 측면에서 큰 의미가 있다.

한편 사이언티픽 리포트는 세계 3대 과학저널 중 하나인 네이처(Nature)의 자매지이다. 매년 각 연구분야에서 가장 많은 다운로드를 기록한 논문을 대상으로 Top100을 선정 및 발표하고 있다.