[특집-미래전쟁] 09. 고에너지 흡수형 방탄복합소재 기술... 방탄성능은 유지하되 충격을 줄일 수 있는 고에너지 흡수형 방탄복합소재
고에너지를 빠르게 분산 및 흡수하기 위해 내충격 엘라스토머 소재 개발
2025-06-19
핵무기 개발을 추진하고 있는 이란에 대한 이스라엘의 공격이 점점 과감해지고 있다. 전쟁 초반부터 전투기와 드론을 투입해 방공망을 파괴한 결과 제공권을 확보했기 때문이다.
이란은 수도인 테헤란 상공마저 이스라엘 전투기에 유린당하며 국가 운영마저 위태로운 상황이다. 미국 트럼프 대통령은 이란에 '무조건 항복'을 요구하고 있지만 이란 지도부는 '결사 항전'을 외치는 중이다.
전쟁이 길어지면서 미중 무역전쟁으로 위축된 글로벌 경제가 국제유가의 상승, 중동의 지정학적 리스크 확대, 러시아의 확전 가능성 등으로 위태로워지고 있다. 방탄복은 전시에 군인 뿐 아니라 민간인에게도 유용한 도구다.
◇ 한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단의 임무 소개
한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단 2010년 설립됐으며 국방 연구개발 제도개선, 국방 연구개발 과제화/연구지원, 군에 과학기술 지원 등의 임무를 수행하고 있다.
더불어 안보⸱재난안전기술단 소속 미래국방국가기술전략센터는 2022년 만들어졌으며 '국방과학기술 혁신을 위한 국가 연구개발 투자전략 싱크탱크'로 비전을 설정했다.
주요 임무는 △과학기술정보통신부의 국방 연구개발(R&D) 투자정책 수립 지원 △국방적용 가능 민간R&D 역량 발굴-과제기획 △국방R&D 민관군 협력기반 마련 등이다.
이번에 소개할 기술은 KIST의 전북 구조용복합소재연구센터 정용채 책임연구원 (ycjung@kist.re.kr )이 '고에너지 흡수형 방탄복합소재 기술'이다.
◇ 연구 목표 및 연구 필요성... 방탄성능은 유지하되 충격을 줄일 수 있는 고에너지 흡수형 방탄복합소재
훈련 및 작 전시 사용하는 방탄헬멧의 피탄 또는 파면에 의한 착용자의 생명을 보호하기 위해 기본 방탄성능은 유지하되 충격으로 인한 피해를 줄일 수 있는 고에너지 흡수형 방탄복합소재에 관한 기술이 필요하다.
피탄, 둔기 및 전도에 의한 충격으로부터 착용자의 내부 장기 손상과 생명을 보호하기 위해 고에너지를 흡수할 수 있는 복합소재를 개발하고 이를 응용하는 소재 기술을 개발했다.
공격무기의 발전으로 수류탄, 포탄 등의 파편위력이 향상되었으나 방탄성능의 개선이 미흡한 실정이다. 특히 충격에 의한 내부 장기의 손상과 함몰변형 등에 취약하다.
이에 따라 선진국 수준으로 방호성능을 향상시키고 군의 임무 수행시 목 보호패드 및 부유대등의 개발에 따른 운용성 향상을 위해 새로운 방탄소재기술개발이 필요하다.
◇ 연구 내용 및 결과... 고에너지를 빠르게 분산 및 흡수하기 위해 내충격 엘라스토머 소재 개발
방탄성능과 경량성을 향상시키기 위해 고강도 탄소섬유기반의 하이브리드 복합구조의 제조 기술과 피탄으로부터 발생되는 고에너지를 빠르게 분산 및 흡수하기 위해 내충격 엘라스토머 소재를 개발하고 있다. 현재 관련 특허 출원을 진행 중이다.
▲ 보유하고 있는 기술 [한국과학기술연구원]
◇ 전북분원 복합소재연구소... 기능성복합소재연구센터·탄소융합소재연구센터·구조용복합소재연구센터
전북분원 복합소재연구소는 기능성복합소재연구센터, 탄소융합소재연구센터, 구조용복합소재연구센터 등을 운영 중이다.
우선 기능성복합소재연구센터는 복합소재 내의 미시적 현상을 규명하고 이를 바탕으로 한 고기능성 복합소재 개발을 목표로 연구를 수행한다.
고품질의 저차원 나노소재 합성기술과 나노구조체 제작 기술을 기반으로 전자파/방사선 차폐 소재, 스마트 센터용 소재, 신재생 에너지용 소재 등 미래 산업에 응용될 수 있는 복합소재 원천기술을 개발한다.
다음으로 탄소융합소재연구센터는 탄소섬유, 탄소나노튜브섬유, 탄소나노소재의 합성 및 응용연구를 바탕으로 탄소소재의 고도화를 목표로 연구를 수행하고 있다.
기존 탄소섬유 제조의 효율적 공정연구, 폐기물 및 천연원료 기반의 탄소소재 제조를 통한 업싸이클링(upcycling) 그리고 유기소재의 탄소화 전환 mechanism 연구를 중점적으로 수행
마지막으로 구조용복합소재연구센터는 현존하는 소재의 물성을 능가하고 다양한 기능을 발현할 수 있는 미래첨단 복합소재를 개발하기 위해 소재의 구조 및 물성제어와 메커니즘 규명을 통한 새로운 복합소재 개발을 수행한다.
복합소재의 고성능, 다기능성, 경제성 및 활용도를 제고하고 응용성을 위한 혁신적 공정개발을 통해 미래수송기기, 항공 우주, 전자, 에너지 환경 등 다양한 분야에 적용 가능한 복합소재의 원천기술개발 및 응용연구를 수행 중이다.
- 계속 -
이란은 수도인 테헤란 상공마저 이스라엘 전투기에 유린당하며 국가 운영마저 위태로운 상황이다. 미국 트럼프 대통령은 이란에 '무조건 항복'을 요구하고 있지만 이란 지도부는 '결사 항전'을 외치는 중이다.
전쟁이 길어지면서 미중 무역전쟁으로 위축된 글로벌 경제가 국제유가의 상승, 중동의 지정학적 리스크 확대, 러시아의 확전 가능성 등으로 위태로워지고 있다. 방탄복은 전시에 군인 뿐 아니라 민간인에게도 유용한 도구다.
◇ 한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단의 임무 소개
한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단 2010년 설립됐으며 국방 연구개발 제도개선, 국방 연구개발 과제화/연구지원, 군에 과학기술 지원 등의 임무를 수행하고 있다.
더불어 안보⸱재난안전기술단 소속 미래국방국가기술전략센터는 2022년 만들어졌으며 '국방과학기술 혁신을 위한 국가 연구개발 투자전략 싱크탱크'로 비전을 설정했다.
주요 임무는 △과학기술정보통신부의 국방 연구개발(R&D) 투자정책 수립 지원 △국방적용 가능 민간R&D 역량 발굴-과제기획 △국방R&D 민관군 협력기반 마련 등이다.
이번에 소개할 기술은 KIST의 전북 구조용복합소재연구센터 정용채 책임연구원 (ycjung@kist.re.kr )이 '고에너지 흡수형 방탄복합소재 기술'이다.
◇ 연구 목표 및 연구 필요성... 방탄성능은 유지하되 충격을 줄일 수 있는 고에너지 흡수형 방탄복합소재
훈련 및 작 전시 사용하는 방탄헬멧의 피탄 또는 파면에 의한 착용자의 생명을 보호하기 위해 기본 방탄성능은 유지하되 충격으로 인한 피해를 줄일 수 있는 고에너지 흡수형 방탄복합소재에 관한 기술이 필요하다.
피탄, 둔기 및 전도에 의한 충격으로부터 착용자의 내부 장기 손상과 생명을 보호하기 위해 고에너지를 흡수할 수 있는 복합소재를 개발하고 이를 응용하는 소재 기술을 개발했다.
공격무기의 발전으로 수류탄, 포탄 등의 파편위력이 향상되었으나 방탄성능의 개선이 미흡한 실정이다. 특히 충격에 의한 내부 장기의 손상과 함몰변형 등에 취약하다.
이에 따라 선진국 수준으로 방호성능을 향상시키고 군의 임무 수행시 목 보호패드 및 부유대등의 개발에 따른 운용성 향상을 위해 새로운 방탄소재기술개발이 필요하다.
◇ 연구 내용 및 결과... 고에너지를 빠르게 분산 및 흡수하기 위해 내충격 엘라스토머 소재 개발
방탄성능과 경량성을 향상시키기 위해 고강도 탄소섬유기반의 하이브리드 복합구조의 제조 기술과 피탄으로부터 발생되는 고에너지를 빠르게 분산 및 흡수하기 위해 내충격 엘라스토머 소재를 개발하고 있다. 현재 관련 특허 출원을 진행 중이다.
▲ 보유하고 있는 기술 [한국과학기술연구원]
◇ 전북분원 복합소재연구소... 기능성복합소재연구센터·탄소융합소재연구센터·구조용복합소재연구센터
전북분원 복합소재연구소는 기능성복합소재연구센터, 탄소융합소재연구센터, 구조용복합소재연구센터 등을 운영 중이다.
우선 기능성복합소재연구센터는 복합소재 내의 미시적 현상을 규명하고 이를 바탕으로 한 고기능성 복합소재 개발을 목표로 연구를 수행한다.
고품질의 저차원 나노소재 합성기술과 나노구조체 제작 기술을 기반으로 전자파/방사선 차폐 소재, 스마트 센터용 소재, 신재생 에너지용 소재 등 미래 산업에 응용될 수 있는 복합소재 원천기술을 개발한다.
다음으로 탄소융합소재연구센터는 탄소섬유, 탄소나노튜브섬유, 탄소나노소재의 합성 및 응용연구를 바탕으로 탄소소재의 고도화를 목표로 연구를 수행하고 있다.
기존 탄소섬유 제조의 효율적 공정연구, 폐기물 및 천연원료 기반의 탄소소재 제조를 통한 업싸이클링(upcycling) 그리고 유기소재의 탄소화 전환 mechanism 연구를 중점적으로 수행
마지막으로 구조용복합소재연구센터는 현존하는 소재의 물성을 능가하고 다양한 기능을 발현할 수 있는 미래첨단 복합소재를 개발하기 위해 소재의 구조 및 물성제어와 메커니즘 규명을 통한 새로운 복합소재 개발을 수행한다.
복합소재의 고성능, 다기능성, 경제성 및 활용도를 제고하고 응용성을 위한 혁신적 공정개발을 통해 미래수송기기, 항공 우주, 전자, 에너지 환경 등 다양한 분야에 적용 가능한 복합소재의 원천기술개발 및 응용연구를 수행 중이다.
- 계속 -
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