장마에 위험한 포트홀이 스스로 메꿔진다?! 자가치유소재의 응용과 미래! [한국과학기술연구원 정용채 박사 2부]

모든 사람들이 다 하나씩 가지고 있는 핸드폰 아네 핸드폰입니다 핸드폰 액정 네네 우와 저 진짜 필요해요 진짜 필요하네 이거 진짜 나와요 있어요 도대체 얼마나 떨어뜨리고 다니길래 이렇게 흥분 하시는 거예요 저 진짜 필요해요네 이미 이런 기능을 가지고 있는 핸드폰이 개발이 됐었습니다에 언제 그래서 이런 자가 치유 기술은 여러 가지 형태로 이제 사용할 수가 있습니다 그래서 제가 첫 번째 말씀드린 건 자가 보호 셀프 힐링이라고 할 수 있는데요 자가 치유 기술은 이것들을 우리가 어떻게 구조로 설계하느냐에 따라서 다양한 어떤 효과를 얻을 수가 있습니다 과거의 걸포 전이라 그가 전쟁이 일어났을 때는 직접적으로 어떤 총을 통해서 사람을 이제 죽음에이었다 보다는 자동차의 어떤 연료 탱크라는 아니면은 기름을 싣고 다니는 유조차를 직접적으로 총으로 싸서 저기를 폭발시켜서 그렇죠 영화 같은데도 많이 나오죠 그래서 일반적으로 우리가 뭐 구멍을 뚫는다 되거나 아니면은 총 속이 되면 당연히 구멍이 나게 되고 안에 있는 림이 나오죠 예 나와서 이제 저걸 이제 여러 가지 사고가 일어나게 되는데 저걸 막는 기술이 있습니다 오 뚫리자 마자 막아요네 뚫리자 마자 막습니다 와네 이거는 이제 2011년도에 배틀 자켓이라 어떤 기업에서 시제품으로 만든 건데요 오른쪽에 보시는 그림처럼 이제 만약에 기본적으로는 이제 금속 외관을 가지고 있는 연료 탱크에가 우래탄 기반의 코팅층을 이중층으로 이제 코팅하기 됩니다 층과 층 사이에 마이크로캡슐 계통에 힐링 제를 넣게 되고요 저 힐링 제가 연료와 반응하게 되면은 경화 반응을 일으키는 형식으로 저 크랙을 메꿔 주는 자가 보호 개념입니다 아 저 안에 가운데 보면은 캡슐이 가운데 한 줄이 있잖아요 거기 구멍이 나면 거기서 이제 막아주는 경화제가 나와 가지고 땜빵을 해 주는구나 어 근데 그게 이렇게 바로 돼요 뚫리자 마자 상단에 있는 그림을 보면 왼쪽에는 이제 일반적인 그 연료 탱크를 직접적으로 총으로 쌌을 때 나오는 형태고 아 저거 총이에요네네 총알로 줄은 겁니다 그다음에 이제 오른쪽에 있는 노란색 네모란 거는 총을 쌓을 때 크랙을 메꿔서 다시 더 이상 그 부분에서 채지 않게 하는 걸 이제 데모로 보여 준 겁니다 오 신기하네 별개 다 있네 그리고 두 번째로는 자가 방청 기술입니다 뭐 방청이란 보도 로전 뭐 녹 녹을 방지한다 그나 아 페인트 칠 한 페인트 칠한다 것 그죠 보통 방청은 가장 많이 하는게 뭐 일반적인 모빌리티는 자동차에도 많이 하지만 사실상 대형 선박에 배 많이 하게 됩니다 배 같은 경 경우에는 짧게는 뭐 하루 이틀 후즈 같은 경우에는 뭐 몇 달씩 바다를 떠 떠다니게 되는데요 그런 운행 중에 다양한 어떤 생물체에 의해서 배 밑바닥이 많이 손상을 있게 됩니다 결국에는 아무리 우리가 좋은 기능성을 가지고 있는 코팅제를 바른다고 하더라도 결국에는 여러 가지 어떤 손상에 해서 배가 원래 가지고 있던 속도라 아니면 원래의 어떤 수명을 유지 못한다는 단점을 가지고 있습니다 그래서 만약에 우리가 녹을 방지시킬 수 있는 어떤 힐링제주 den 마이크로 캡슐을 우리가 페인트처럼 만약에 만들어서 똑같이 뿌어 준다고 한다면 반복적으로 저부분이 크랙이 난다고 하더라도 쉽게 녹을 다시 복원시켜 주는 녹이 생기지 않게 하는 기술도 현재 적용하고 있습니다 지금 a 같은게 보면은 위에서부터 지금 캡슐이 없는 그러니까 일반적인 상태는 지금 녹이 닿는게 보이시죠 여기기 점점 닿는게 보이는데는 그런게 생기지 않아요 그러니까 스스로 어디 뭐 문제가 생기거나 크랙이 생기거나 뭐 이렇게 하더라도 녹이 계속 아 쓸지 않게 때우는 거죠 방어하는 거죠 그 보시면 왼쪽에 그림이 혹시 뭔지 아세요 아 비만 오면 생기는 우리 파홀 파홀 포트홀 오른쪽은 뭐 아스팔트 크랙이 난 거죠 파트 홀 포트홀 뭐 같은 경우에는 사실 겨울철에 도로가 얼지 않게 하기 위해서 우리가 염화 칼슘을 많이 뿌리게 되고요여 칼슘이 이제 도로에 만약에 이제 누적되어 있다 보면은 그 이후에 봄차 대에서 기온이 온도가 올라갔다 내려갔다 이런 반복적인 작업을 통해서 결국에는 안에 있던 아스팔트가 오른쪽에 보시는 것처럼 점점점점 이게 갈라지게 됩니다 근데 그게 너무 많이 갈라지 된다면은 예 무너지게 되고 저렇게 포트홀이 생기게 됩니다 저것도 혹시 보급시 수 있지 않을까 저거 진짜 위험하거든요 밤에는 안 보여요 그죠네 밤에는 안 보이고 때 앞에 렇게 뾰족하게 돼 있으면은 지나가다 나올 때 그냥 찢어져요 진짜로 근데 저게 복구가 된다고요 저게 된다고요 자가 복구가네 된다고요 아니 그럼 왜 안 해 왜 다들 땜빵 하러 다니시는 거예요 지금 물론 뭐 제한적이긴 합니다만 실제적으로이 기술을 적용해서 지금 현재 실증하고 있는 어 나라가 있습니다 아 그래요 나라가 있다고요 그 설명에 앞서서 먼저요 자료를 보면요 이거는 그 자가치유 기능을 가지고 있는 콘크리트 조그마한 벽돌을 가지고 있죠 콘크리트 벽돌을 저거를 이제 그 드라이 아이스에 넣어서 담그게 됩니다 그다음에 저걸 반을 자르게 되고요 그런 다음에요 잘라진 그 벽돌을 전자레 이제에 넣었다가 한 1분 내외로 처리하게 되면 맨 마지에 3번 그림처럼 붙어 있습니다 엥 어 어떻해 그 이유가 맨 마지막에 보이는 그림인데요 저 콘크리트 안에는 마이크로 웨이브로 인해서 열을 발생시킬 수 있는 금속 물질이 포함되어 있습니다네 그래서 결국에는 마이크로웨이브를 우리가 저 소재에다가 인가하게 되면은 유도가 방식을 통해서 들어가 있는 금수 물질이 반열을 일으키게 되고요 반열이 일으킨 물질이 결국에는 주변에 타르라크이 근데 만약에 저게 지금 이제 단순히 지금은 콘크리트이지만 지금 이제 그 컨셉에 대한 것인데요 초기에는 강철 섬유를 이용해서 저기 콘크리트를 만들거나 아니면 파이트를 만들었습니다 그다음에 이제 강철 섬유가 가지고 있는 단점을 좀 보완하기 위해서 가장 최근에는 나노 크기에 어떤 산화철을 넣어서 좀 더 효과적으로 재 발전시키고 있는 상황인데요 그래서 결국에는 이제 또 저렇게 만들어진 구조체를 우리가 또 마이크로웨이브 조사만 해 주면 우리가 힐링이 일어날 수가 있잖아요 징 해 주는 거죠 그냥 네네 앞에 나와 있던 그림처럼 만약에 차에다가 우리가 자기장을 만들 수 있는 자동차가 있다고 한다면 크랙난 부분을 우리가 차가수 지나가면서 다 치유가 될 수 있는 있겠죠 그래서 이런 컨셉으로 현재 진행 하고 있는데요 예 요런 방식으로 해서 지재 어 2011년도에 실제 고속도로에가 실증 작업을 시작했었습니다 어 이거 어느 나라죠 이게 네덜란드다 a58이라는 고속도로이 그요 당시에는 약 400m 정도 그대로 물질들을 다 코팅을 해서 현재까지도 계속해서 유지하고 있다고 합니다 그래서 당시에는이 기술 자체가 워낙 팩트가 있었기 때문에 기존의 어떤 크랙을 보수하는데 비용에서 한 20에서 30% 많이 저감시켰다 이제 보고를 하고 있습니다 아 사실 약간 그런 거잖아요 비싼 거를 한 번에 투자를 해서 보수 비용을 뽑을 것이냐 아니면은 그냥 보수 비용을 드는게 낫냐 약간 이런 문제거든요 옛날에 미국에서 살 때 그 동네는 눈이 오면 제설을 해야 되잖아요 근데 그 재설 장비를 유지를 하고 그다음에 운영을 하는 것보다 그냥 도시를 하루 닫는게 훨씬 싸다라고 해서 재설 장비가 없었어요 아 그런 경우가 있거든요 그러니까 그 비용을 재보는 거죠 그 비용을 재보고 저거를 하는게 낫겠다라고 하면은 우리나라는 반드시 해야 될 거 같은데 솔직히 그죠 워낙 염화실 많이 뿌리기도 하고 포트홀이 너무 많이 생겨서 사고도 많이 일어나서 저걸로 싹 깔 저걸로 싹 깔라 버리면은 너무 좋지 않을까 좋긴 할 텐데 또 비싸죠 비싸기도 할 테고 유지 보수하기 위한 또 그런 업체들은 생각을 해 보면 아또 여러 가지를도 생각하게 되네요 저것도 솔직히 뭐 캡슐을 더 넣어 준다든지 뭐 이렇게 유지보수를 해야 되니까 어쨌 근데 저거도 한 소모품만이 소모하는 거 아니에요 그렇죠 소네 우리나라는 아직 안 하나요 우리나라는 아직까지는 도로에 실증하는 않고요 자가 콘크리트는 걸 이제 해가지고 지금 이제 개발도 하고 있고 어느정도 실증을 하고 있는 상황이 아 그래요 우와 오 그다음 얘기는 똑같은 자가치유 콘크리트 앞에는 자기장 마이크로웨이브를 통해서 우리가 유도 가열 방식이라고 한다면 두 번째로는 콘크리트 안에 박테리아 세균을 집어넣어서 크랙을 보고하는 보고가 되고 있습니다 14년도 어 네덜란드에서 보고된 결과인데요 아 네덜란드가 강국인가 봐요 그런 거 같습니다네 그래서 밑에 보시는 그림처럼 콘크리트 안에 콘크리트를 구성하고 있는 여러 가지 어떤 석회질과 반응할 수 있는 세균 포자들이 캡슐 형태로 넣게 됩니다 그러면 크랙이 만약 일어나게 된다면 결국엔 저 크랙에 해서 결국에 캡슐이 깨지겠죠 그럼 캡슐이 깨져서 이제 노출된 상황이라고 한다면 그다음에 우리 생각할 수 있는게 세균을 이제 증식시켜 되니까 뭐가 필요할까요네 먹이가 필요하죠 먹이가 필요하죠 가장 쉽게 줄 수 있는 건 물과 산소입니다 그러니까 만약에 저런 그 구조물을 우리가 주차장의 어떤 블록이라 그가 아니면은 뭐 건물에다 설치한다고 한다면 대기 중이라던 비에 의해서도 저 세포가 증식이 될 수 있는 거죠 산소는 어디에든 있으니까 네네 그래서 저런 캡슐 형태의 그 세포를 콘크리트 안에 넣게 되면 저렇게 초기에 크랙 났던 부분이 점차 세포들에 의해서 세균들에 의해서 메꿔 주게 되는 거죠 쟤네들이 일정시간 이제 쭉 증식이 내다가 더 이상 어떤 필요하지 않거나 한다면 더 이상 보고를 하지 않는다고 합니다 오 오 심지어 똑똑해요 아 왜냐면은 저 크랙이 없으면 잘할 자리가 없잖아 아 저거를 유기물을 이용할 거라고는 생각을 못 했네워 포나 뭐 이런 박테리 같은 경우는 갑도 싸고 그다음 쉽게 증식시킬 수도 있고 뭐 인체 그렇게 유해하지 않는 것들이기 때문에 이런 콘크리트 안에다가 좋은 먹거리들이 많이 있죠 이걸 또 찾다 보니까 가장 최근에 MIT 이런 보호를 했더라고요 우리가 많이 알고 있는 콜로세움이 그리스 아테네 신전이라 그가 그런 걸 보면은 특정한 어떤 사건 사고에 의해서 파괴된 거 말고는 꽤 오랫동안 이게 구조체가 보존이 돼 있는 것처럼 생각이 들지 않 않으까 맞아 맞아요 맞아요 특히 유럽에는 그런 되게 잘 보존돼 있더라고요네 그래서 mit's이 이거 왜 그럴까 혹시 고대 로마 시대 때부터 자가 치유 기능이 있는 콘크리트를 이용했나 그거를 한번 저희가 찾아보니까 저기서 나온 던 파편들을 우리가 조사를 해 보니까 저 파편 안에 꽤 많은 칼슘이 합류가 되 있다는 걸 알 수가 있었습니다 칼네 그래서 결국에는 저 칼슘이 석회질과 만나서 또 그 부분에 크랙에 의해서 보고에는 그렇게 만들어진게 아니냐라는게 현재의 연구 결과라고 보시면 될 것 같습니다 근데 사실은 기원을 찾아보면 는요 고대 로마 시대에 그 전에는 꽤 많은 지역의 화산 지역도 있었고요 그 화산 지역에서는 여러 가지 어떤 뭐 석회질이 아든 다양한 화합물이 섞여 있는 재료들이 많습니다 근데 거기에 생각보다 우리가 상상하지 못했던 어떤 칼슘이 그가 이런 것들이 포함되 있었고 이게 포함되어 있는 것들로 건축물을 만들다 보니까 비라는 아니면 뭐 눈이라 자외선이라는 이런 것들에 의해서 유지가 될 수 있었던 어떤 기원이라고 어 생각을 할 수가 있습니다 의도하지 않았으나 그렇게 되었다 그렇 그렇지만 자중 자힐이네 우 아파트 이름 자힐 자힐 자힐 어 좋습니다 다음자 주시면 최근에 요건 이제 컨셉트 나온 내용인데요 요즘 뭐 전기차가 나오면서부터 이제 많이 이슈화된게 얼마나 우리가 배터리를 오래 쓸 수 있을까라고 이제 생각을 많이 하시죠 그래서 배터리 같은 경우에는 잦은 충방전에 의해 수명이 노화되고 외부에 어떤 충격 위해서이 전극들 손상될 수가 있습니다 근데 전국에 자가 치유가 가능하던 캡슐네 감지에서 전극을 만든다고 한다면 외부의 어떤 외력에 의해서 전극이 깨지더라도 그 깨진 틈을 캡슐이 다 메꿔서 다시 원래의 어떤 전기를 잘 통할 수 있는 어떤 전국으로 발전시킬 수 있다 자가치유 배터리라는 개념으로 현재 보고되고 있습니다 되게 신기하네요 지금 보면은 그럼 오른쪽에 있는 점점 점으로 돼 있는게 뭐죠 저게 이제 우래탄 계열의 마이크로 캡슐입니다 저 안에 이제 결국에는 이제 전동성 물질을 같이 포함해서 마이크로 캡슐을 만든 거죠네 아네 그래서 가정에서 쓰고 있는 전기는 꽤 많은 과정을 통해서 우리가 쉽게 쓸 수 있는데요 어떤 발전소에서 우리가 전기를 만들게 되면은 만들어진 전기가 케이블을 통해서 우리가 사용할 수가 있습니다 신도시가 이제 개발되면 가장 먼저 하는게 뭐 털을 닦는 것도 있지만 그다음에 이제 기본적인 유틸리티를 많이 깔게 되잖아요 요즘 신도시 같은 데는 전선 없잖아요 다 지하로 깔려 있잖아요습니다 뭐 여러 가지 이유가 있는데 어 과거에는 이제 그게 특별히 어떤 미관상 이라든가 아니면 전자파 아든 이런 거에 대한 이슈가 많이 없어서 전봇대를 많이 세워서 이제 전기를음 이송하는 작업을 하고 있지만 요즘은 가장 큰 이유는 아무래도 미관상이지 않을까 싶습니다 그래서 땅 속에다가 이제 많이 이제 케이블을 매수하게 되는데요 어 근데 이런 케이블들은 사실상 생산하는 길이 자체가 되게 유한적 있니다 유한한 길를 가지고 있습니다 그래서 결국에는이 유한한 길을 가지고 있는 케이블을 중간중간에 이어줄 수 있는 어떤 액세서리가 필요한데요 이거를 가리켜 우리가 중간 접속함 여기서 나와 있는 빨간색으로 나와 있는 pmj고 얘기합니다 저희가 개발한 거는 저 pm 제와 그다음에 스트레스콘이라는 두 가지의 소재를 저희가 그때 당시에 개발을 했었었고 아네 실제 만약에 케이블이 매사를 하게 되면 다음과 같은 작업을 통해서 이제 그 케이블 매수하게 됩니다 이렇게 하는구나 와 처음 봐요 처음 봐요 저도 결국에는 이제 땅에다가 깔아야 되니까 땅을 파야 되겠죠 오른쪽에 보시는 그림처럼 이제 케이블을 감아 놓은 롤에서 살살살 풀어서 또 땅에다 매수하게 됩니다음 근데 혹시 케이블이 말려 있는 저걸 우리가 케이블 건치라 얘기를 하는데요 케이블과 케이블을 이어주는 작업하고 결국에는 케이블의 길이가 400에서 500m 밖에 안 되기 때문에 꽤 많은 거리를 우리가 붙이려면 결국에는 중간에 이어주는 작업을 해야 되잖아요 만약에 집에서 집 같은 경우에는 우리가 전선이 끊어지면 낮 대을 한다거나 테이핑을 하면 되지만 고전화 케블 같은 경우에는 그렇게 할 수가 없기 때문에 앞서 말씀드렸던 중간 접속함을 필요하게 됩니다네 근데 결국에는 저 중간 접속함이라는 소재 자체도 케이블을 이제 피복을 벗겨 내고 도체와 도체를 여기 연결하는 방식을 하게 되겠고요 그럼이 도체와 연결된 부위에서 항상이네 이게 열이 많이 발생하게 됩니다 그래서이 열에 의해서 사실상 여러 가지 사고가 발생할 수도 있긴 하지만 이걸 많이 이제 안정적으로 보호하기 위해서 저 중간 접속함 역할이 아주 중요하게 들 수가 있습니다네 그래서 항상 그런 작업자들은 중간 접속함을 다 설치하고 난 다음에 정기적으로 제 유관으로 확인한다 외부에서는 이제 쉽게 관찰할 수 없는 장치로 만들 만들어지기 때문에 보통 이렇게 PD 테스트라고 해서 정기적인 신호를 가해서 그 케이블들이 안정적으로 지금 틀고 있는지 검음 하게 되는데요 그 과정에서이 전기를 한번 껐다가 다시 킵니다 그러면 순간적으로 뭔가 전기가 흐르다가 안 흐르면 순간적으로 뭔가이 전선 케이블에 좀 충격이 가겠죠 그죠 근데 저게 한 번 매설이 되면 기본적으로 한 2 30년씩 가거든요 어쩔 수 없죠 그렇게 써야죠네 과정 자체가 정기적으로 하다 보니까 저 부분에서 약간 문제가 생길 수가 있습니다 아 제일 약한 부분이구나네네 그래서 이제 그 부분을 우리가 보완시킬 수 있는 어떤 자가치유 기술이 있으면 좋지 않을까라는게 이제이 연구의 어떤 시작이라고 볼 수 있게 되겠고요 서음 보여드렸던 그림 같은 경우에는 이제 어떤 도심지 한다면네 그다음 보여 드리는 그림은네 이런 해저 터널입니다 이거는 이제 실제 싱가포르에가 설치한 부분인데요 해저에가 아주 큰 터널을 뚫어 놓고 여기다가 우리가 원하는 어떤 케이블들을 이렇게 매수하게 되는 거죠 여기도 마찬가지 똑같이 중감 소속감이 많이 필요합니다 근데 여기는 그래도 이제 이런 공간이 워낙 넓기 때문에 작업자가 들어가서 쉽게 조치를 할 수가 있지만 대부분의 매설되어 있는 케이블 같은 경우에는 워낙 작업자들이 고장이 났을 때 처리할 수 있는 공간이 많이 협소하다고 보시면 될 것 같습니다 그래서이 중간적 속함을 우리가 잘 분해를 해서 보면은 앞서 말씀드렸던 것처럼 이렇게 중간에 도체와 도체가 만나는 부분이 있고요 항상 저기에서 중요한 어떤 트리가 많이 생기게 되고 많은 스트레스를 받게 됩니다 그래서 저것들을 이렇게 완화시켜 주기 위해서 중간 쪽 속함에 이제 반도전이라는 전개를이 완화시켜 줄 수 있는 어떤 구조체를 만들게 되는데 항상 저 부분에서이 문제가 많이 발생한다고 합니다네 그래서 만약에 우리가 저 소재 안에다가 문제가 생기는 위에다가 우리가 자가치유 캡슐을 투입을 해서 이제 만들어지게 된다면은 뭐 쉽게 복원할 시킬 수 있지 않을까 사고를 미연에 방제할 수 있지 않을까 싶어서 싶 했던 것이죠 어떤 전기 트리 같은 경우에는 여러 가지 방식으로 이제 만들어지게 되는데요 전력 케이블에 사용되는 모든 액세서리는 생산이 다 끝난 다음에 전부다 전수 검사를 한다고 합니다네 그래서 전수 검사를 하 해서 아무런 문제가 없을 경우에만 이제 출하를 하게 되는데 그럼에도 불구하고 아주 작은 물이라 아주 작은 보이드 보이드가 100마이크로 이상 넘어가면 저것도 이제 이이라 생각한다고 하더라고요네 그래서 그런 보이드의 사이즈까지도 이제 조절하게 됩니다 그럼에도 불구하고 눈에 보이지 않는 또 엑스레이를 통해서도 확인되지 않는 이러한 그 문제점들 때문에 오른쪽에 보는 그림처럼 우리가 반복적으로 어떤 고전압이 걸렸을 때 나무와 같은 형태로이 전기 트리가 발생하게 되고요 이게 발생된 전기 트리가 반대쪽에 이제 그라운드에 떨어지게 되면 F 번에 나와 있는 까만색으로 나와 있죠 저건 이제 그 저 부분이 터졌다고 보시면 될 거 같아요 사고가 난 겁니다 이미 네네네 그래서 저 전기 트리를 자가치유 기술로 복원을 시켜보자 아 저렇게 크랙이 생긴 부분을 자가 치유로 복원을 시킨다 저게 안 나게 막을 수는 없고 안 나게 막을 수는 없죠 저 부분을 메꾸면 다시 원 상태로 돌아오는 거니까 저 진짜 약간 번개같이 생겼네요 번개가 같은 원리로 저렇게 생기는 거니깐요 해저 같은 경우 사람이 직접 들어가서 이게 고치거나 사실 무슨 생각이 드냐면 위험성이이 중이잖아 그죠 전기를 뭔가 해 야 저분 위험 수당이 어마어마 하겠다라는 생각이 듭니다 와 물에서 전기를 다루고 있어네 항상이 제조사들이 그런 사고가 안 나게끔 이제 여전히 노력하고 있기 때문에 그렇게 생각하는만큼 이제 그 사고가 빈번하게 나지는 않습니다 하지만 한번 사고가 나면은 수만 명 살고 있 조심이 거의 쉬다 된다고 생각하면 되게 끔찍한 어 상황이 되겠죠 생각보다 되게 많이 생길 거 같은데요 그러면은 계속 저렇게 주기적으로 수리를 하고 있는 거죠 현재 주기적으로 수리도 하고 점검을 통해서 이제 그 교체 작업을 하 하게 되는 거죠 그러니까 보통 앞서 말씀드렸던 것처럼 한번 매설 하게 되면 2 30년 정도를 이제 유지하게 되는데 전국에 깔려 있는 케이블을 우리가 500m 다 나눈다고 생각해 보면은 꽤 많은 조속이 지이 깔려 있는 거죠 꽤 많은게 아니라 말도 안 되는 순인데요 그래서 그런 것들 유지보수를 일일이 다 한다는 자체가 사실 물리적으로 쉬운 일은 아니죠 네네 그래서 현재는 그것들을 이제 AI 기술이라 그가 이런 것들 통해서 원격으로도 이제 확인할 수 있는 작업도 이제 진행 중이긴 하지만 근본적으로는 사실상이 소재 자체가 뭔가 힐링할 수 있는 소재가 개발 되어야지만 좀 더 큰 사고를 방지할 수 있지 않을까 싶습니다 실제로 저희가 개발한 제품인데요 그래서 왼쪽에 보시는 이렇게 동글동글한 마이크로 캡슐을 만들게 되고요이 마이크로 캡슐을 아래에 보시는 어 실리콘에가 이제 복합화 시켜서 오른쪽에 보시는 어 중간 접속함을 최종적으로 제작하게 됩니다 저게 실제 중간 족속 컴의 어떤 크기입니다 그래서 약 70cm 70 정도가 되죠 이렇게 만들게 된 그다음에 그다음 하는 작업들은 설치를 해야겠죠 그러니까 설치하기 전에 전부 다 전수 검사를 한다고 했죠 그래서 실제 저희가 그 자가 치후 캡슐을 담지하고 있는 pmj 동일한 작업을 통해서 했을 때 아무런 문제가 없음을 저희가 확인 했었고요 한 6개월 동안 검사를 하게 됩니다 저 케이블은 실제로 지금 쓰이고 있나요 사실 아직까지 쓰이고는 있지 않습니다 아 까비 아쉽지만 아쉽다 가격을 많이 부르셨고 아 근데 그럴 만하죠 써야지 그래도 그건 계속 가보도록 하겠습니다네 그래서 이제 저희가 개발한 제품에 대해서 유관으로 확인할 수 있는 방법을 이제 봤는데요 오른쪽 그림에 이제 전기 트리가 발생하게 되고 캡슐 주변으로 전기 트리가 막 발생합니다 그럼 당연히 캡슐이 터져서 저 크랙 사이로 힐링지 들어가게 되겠죠 그 점점 사라집니다 저희가 사진을 약간 편집을 하겠는데 생겼던게 내부 코자가 다시 흘러나와서 점점 점점 사라집니다 우와네 이요 그러네요 조금씩 사라지고 있는게 보이네요네 저희가 처음 그랬습니다 전 세계에서네 와해 물건 이거 이거 우리 우리나라도 우리나라도 그런데 팔아야죠 외국에네 이런 것들을 저희가 여러 가지 어떤 매체들이 그가네 이런 쪽에 저희 소개도 했었고요네 사실 한전에서 주최하는 어떤 발명 대전에 또 참가해서 입상 됐습니다 와 궁금하다 이런게 동상이 금상 은상은 뭐였을까 그분 도 불러야겠네 금상 타신 분 은상 타신 분도 불러야겠네 조만간 되겠습니다네네 지금까지는 이제 마이크로 캡슐 그니까 외재적인 방법에 대해서 자가 치유를 알아봤다면 이제는 혹시 근원적인 어떤 크랙을 복원시킬 수 있는 방법이 있지 않을까도 고민할 수가 있습니다 내재적인 자가치유 방식입니다 아까는 외재적 이었죠네네 그러니까 소재 자체가 아주 분자 단위에서 움직이면서 크랙을 계속적으로 보고 한다고 보면 될 것 같습니다 아 진짜로 네네 그래서 가장 큰 차이점은 결국에는 반복적인 자가 치유가 가능하다는 거죠 크랙이 나더라도 다시 붙이면 붙고 다시 복원이 되고 또 크랙이 나더라도 다시 붙이면 또 복원이 되고 그렇기 때문에 분자 레벨에서의 어떤 빠른 교환 반응을 통해서이 소재가 자가 치유가 일어나게 되는데요 그래서 이러한 특성들 때문에 단점은 말랑말랑해 됩니다 아 우리가 흔히 먹는 아이들이 좋아하는 젤리 가치 그런 것들로 형태가 나 나와야 되기 때문에 소재의 어떤 기계적인 물성이 좀 떨어질 수밖에 없게 되겠죠 아 그렇네요 단단함을 유지를 하기에는 조금 한계가 있겠네 네네 그래서 이제 그렇기 때문에 이렇게 말랑말랑한 소재를 이제 적용하는 것들이 보통은 우리가 많이 쓰이는게 자동차에 ppf 필름이라는 자동차 가장 최외곽에 코팅되는 뭐 클리어 코트 자체를 자가 치우 제로 받는 받는가 요즘에 그런 거 있잖아요 문콕 하지 말라고 차 표면에 세차 같은 거 나오면은 위에 그 코팅하는 것들이 있어요 그런 거 말씀하시는 거 같은데 초기에 자동차 가장 최외곽 층에 바르는 클리어 코트 같은 경우에는 넣어서 하는 사례가 있습니다 일본에서 이제 처음으로 자동차를 판매를 했었는데요 이제 왜 그랬었나은 워낙 자동차에서 생각보다 많은 스크래치가 발생하는 요인이 자동 세차에 의해서 많이 발생합니다 맞아요 생각보다 자동 세차에서 많이 스크래치가 발생합니다네 그래서 이제 그런 자가치유 기능을 가지고 있는 최 외곽으로 자동차를 코팅 한다면 어 그런 자동 세차에 의해서 발생할 수 있는 스크래치를 많이 이제 치유할 수 있게 되겠죠 네네 그래서 이제 결국에는 그렇게 코팅제로 이제 아마 많이 사용하고 있습니다음 네 그래서 이제 런 방식들은 여러 가지 어떤 분자들의 어떤 교환 반응에 의해서 발 이제 이루어지게 되는데요 그다음 슬라이드를 보시면 사실상 여러 가지 어떤 체인들이 있습니다 뭐 우리가 많이 알고 있는 뭐 공유 결합 또 비공 결합 뭐 이런 것들이 있고요 그래서 저런 결합들을 가지고 우리가 고분자를 설계하게 된다면 우리가 이제 특정한 온도라 특정한 시간이라든가 아니면 뭐 그런 요인들의 새로운 자가치료 이제 개발할 수가 있습니다 그래서 요런 개념을 나사에서도 과거에 좀 진행을 했던 사례가 있었는데요네네 제가 우주를가 가보지 않았지만네 우주 환경에 많이 노출되어 있는 스페이스 들 같은 경우에 사실 여러 가지의 라디에이션 이라든가 어떤 뭐 미세 먼지라 우즈 먼지라는 에서서 외부의 어떤 이게 손상 입을 수가 있게 되잖아요 그래서 저런 거에다가 만약에 우리가 자가치유 기을 가지고 있는 코팅제를 발라 준다라고 한다면은 보호할 수 있다는 개념으로 한번 이제 진행하고 했었던 차례가 있었고요 그다음에 오른쪽에 보시는 그림은 소프트 로봇입니다 소프트 로봇의 가장 큰 단점은 아주이네 미세한 공기 압력을 가지고도 쉽게 물체를 잡을 수 있다는 어떤 장점을 가지고 있는데 보시는 것처럼이 공기에 대한 압력으로 조절하기 때문에 만약에 저게 구멍이 나면 아 제가 제대로 일을 못 하겠죠 그렇죠 근데 만약에 저게 자가 치유가 되는 소프트 로봇이라고 한다면 다시 원래대로 치유가 되기 때문에 선인장을 잡던 뭐 칼로 베이던 이게 다시 제대로 잘 사용할 수 있는 어 로봇으로 사용할 수 있다 아네 이런 쪽도 많이 이용을 하고 있습니다 음 그다음에 우리가이 코팅제 생각한다면 우리가 생각할 수 있는 그 적용 범위가 또 스크래치가 많이 발생하는 전자 제품이 있죠 스크래치가 많이 발생하네요네 모든 사람들이 다 하나씩 가지고 있는 핸드폰 아네 핸드폰입니다 핸드폰 액정 네네 우와 저 진짜 필요해요 진짜 필요하네 이거 진짜 나와요 있어요 도대체 얼마나 떨어뜨리고 다니길래 이렇게 하시는 거예요 저 진짜 필요해요 뭐 일부분 이제 자가치유 기능을 갖는 어떤 필 도 현재 나오기도 있기도 하고요 물론 이제 100% 우리가 조절할 수 있는 우리 이상적인 어떤 소재는 아닙니다만 어쨌든간 보호할 수 있는 개념으로 지금 나오도 있기도 하고요 계속 발전되고 있는데 조금 자료를 찾아보면 이미 이런 기능을 가지고 있는 핸드폰이 개발이 됐었습니다 언제 예 2015년도에 lg's 지플렉스 1과 2를 최초로 자가치유 기능을 가지고 있는 백커버 개발 했었습니다 제을 몰라서 당시에는 그 광고도 나와 있는데요 차키를 보통게 주머니 많이 넣게 되잖아요 차키에 의해서 손상을 입는 스크래치가이 상원에서 서서히 복원되는 내용을 담고 있는 광고도 많이 나와 있습니다 그죠 스마트키도 요즘은 뭉뚝하게 나오기는 하지만 그래도 기잖아 전화기랑 같이 놓으면은 아 그런데 근데 LG 더 이상 전화기를 만들지 않죠 아 이거 안타깝습니다 어 근데 왜 왜 저런 걸 광고를 안 했지 했나 했는데 우리더 모르나 너무 빨랐던 거 같아요 지금 생각해 보면 아 진짜네 그다음 생각하실 수 있는게 아까 처음에 이제서도 나왔던 것처럼 이제 액정이 많이 깨지않아 액정을 우리가 자가치유 할 수 있으면 어떨까라는 근본인 거죠 네네네 그 핸드폰의 어떤 발전을 생각을 해보면 과거에는 우리가 피처 폰이라서 되게 큰 폰을 가지고 다니다가 가장 최근에는 접히는 폰까지 나오게 되잖아요 그 접히는 폰도이 접히는 부분에서 항상 손상을 입게 되겠고 그 손상이 이제 결국에는 항상 핸드폰을 수리하는 과정을 통하게 됩니다 정말 우리가 금 미래에는 여러 번 적거나 그리고 주머니 넣고 다다 그냥 여서서는 네네네 그런 식으로 아마 디스플레이가 계속 발전하지 않을까 싶습니다 결국에는 그렇게 디스플레이가 많이 다양한 형태로 변화하게 된다면 그만큼 스트레스가 많이 가해지니 그 스트레스를 우리가 극복할 수 있는 자가 치유가 가능해야 된다라는게 어떤 리즈라고 생각할 수가 있습니다 아 이게 핵심적인 기술이네요네 그래서 이제 그것들을 우리가 한번 컨셉으로 보면 이렇게여 여러 가지에다 이제 쓸 수가 있지 않을까 너무 미래다 네네 어떠한 형태를 가지고 있는 디스플레이라고 하더라 도 자가치유 기능을 감지하게 된다고 한다면 손상이에서 쉽게 복원할 수 있는 기능을 회복할 수 있다네 생각할 수가 있습니다 와 진짜 보도 자료가 있는데요 저희 쪽에서 개발한 겁니다 손상된 부분을 스스로 치유하는 디스플레이용 액정 소재를 개발했습니다 하셨 지금 이제 나와 있던 소재 같은 경우는 많이 들어봤던 폴리이미드는 소재입니다 폴리 이미드네 폴리 이미드 하면은 오주 소재로도 많이 쓰이고 있고 왜냐면은 이제 고온에서도 잘 버티는 어떤 수능을 가지고 있기 때문에 어 그런 특성들 를 사용할 수 있는 분야에 많이 적용하고 있습니다 350도 이상에서도 잘 버티는 특선을 가지고 있어서 그런 특성들을 활용할 수 있는 어떤 소재를 우리가 적용 보를 찾고 있는데 저희가 왜 이걸 연구 했었냐 사실 지금까지는이 접히는 핸드폰 같은 경우에는 가장 최 외곽에 우리가 쓰고 있는게 유리 소재를 쓰고 있습니다 아주 얇은 두개의 유리를 우리가 박막으로 잘라서 그 부분을 이제 점는 형태로 쓰이고 있는데요 상상을 해보면 요리도 완전히 접게 되면 이제 깨지겠죠 그 부분이네 근데 그게 우리가 고분자로 바꾼다면 접혀서 우리가 크레이 생기더라도 다시 열을 주면은 이제 다시 원래 들 들어오겠죠 그런 기능이 이제 가능하게 해야 되는데 앞서 제가 말씀드렸던 것처럼 내재적인 자가 치유는 말랑말랑 해야 된다고 했잖아요 근데 폴리 이미은 되게 딱딱합니다 그러니까 약간 상반되는 생각인 거죠 사실상 이렇게 딱딱한 소재의 자가 치유가 가능하게 한 거는 사실 쉽지가 않습니다 그래서 궁극적으로는 소재의 어떤 응용 범위를 더 넓히려고 한다면 말랑말랑한 소재보다 우리가 많이 쓰는 엔링 플라스틱 같이 이렇게 딱딱 한 소재에도 자가 치유가 가능한 형태로 바꿔야하지만 더 많은 응용 범위를 쓸 수가 있다 그래서 자가 치유가 가능하게 하려면은 기계적 물성을 떨어뜨려야 된다 결국에는 이제 말랑말랑해 된다네 그런 약간 트레이드오프 관계가 있기 때문에 지금 이번 연구 결과 같은 경우에는이 트레이드오프 관계를 약간 극복했다고 보면 될 것 같습니다 그래서 저희가 실제 개발한 소재가 다양한 환경에서 이제 스크래치가 날 수가 있는데요 열쇠 고리에 의해서 또 스크래칭 알 수도 있지만은 아니면 뭐 포라거 아니면 뭐 우리가 선이 많이 쓰는 어떤 다이몬드 트라가 이런 것들 도코도 있다네 여러 가지 물질로 필름면 손상을 입게 되면은 그다음에 저희가 간단하게 이제 열을 한 10분 내외 내외로 주게 됩니다 그래서 열을 가하게 되면 그 손상된 범위가 그다음 슬라이드 보시면요 다 사라지게 됩니다 아예 그냥 흔 적도 없네요 오에 그래서 이제 만약에 이런 그 소재를 우리가 휴대폰이라는 아니면 디스플레이라는 이런 쪽에서 적용한다면 아무리 핸드폰을 떨어져서 금이 간다고 하더라도 도 그냥 뭐 잠깐 열을 줄 수 있는 어떤 분이라던가 아니면은 뭐 열풍기 뭐 우리 헤어 들어야 그런 거 쏴 주면은 이제 다이 손상들이 없어지게 되겠죠 그죠 근데 이건 필름에 가능한 거죠 지금 현재네 현재는 필름입니다 네네 필름 저 진짜 많이 깨 먹거든요 근데 이게 지금 액정 같은 경우에는 되게 단단한잖아 방금 말씀해 주신 대로 표면이 유리로 되어 있으니까 근데 만약에 깨지다 보면 이렇게 떨어지다 보면 깨졌을 때 그 조각 하나가 이렇게 튕겨 나갈 때가 있잖아요 그런 거는 불가능한 거죠 사실은네 그런 건 불가능하죠 그니까 사실은 그렇게 조각이 없어진 거는 아까 말 말씀드렸던 거 외재적인 자가치유 방법을 써야겠죠 아 때우는 거 다시 때우는 방식이니까 어쨌건 가능하네요 어 필름 안 붙이는 사람 없잖아요 근데 저 필름 안 붙였 그든 아 아까 안 붙이는 사람 없다고 하셨잖아요 근데 저 안 붙였어요음에 자가 치유 기능이 있는 디스플레이는 아무리 손상이 나더라도 다시 복원이 되기 때문에 원래의 어떤 영상을 송출할 수 있는 디스플레이로 발전할 수가 있습니다 오른쪽에 있는 그림은 실제 필름 을 저희가 3분의 이상 그러니까 70마 정도 두께가 되는 어떤 필름을 40마 정도 이렇게 크랙을 낸 겁니다 그래서 이제 아까 동일한 조건으로 열을 가하게 되면은 절단 되었던 부분이 사라지게 됩니다 이것들을 이제 저희가 뭐 이렇게 자가 치유가 가능한 어떤 기능 이외에도 여러 번 형태로 변화시켜야 되기 때문에 저희가 계속적으로 구조를 좀 바꿔서네 이렇게 종이배처럼도 만들 수가 있습니다 어 이게 뭐죠 아까 말들도 폴리 이미드 필름을 이렇게 종이배로 종이 적기를 하는 겁니다 제 그래서 이제 다양한 형태로도 변화시키네 네 그고 자치도가로 우리가 정적으로 개발할 수 있었다 오른쪽은 동그랗게 만든 건가요네 동그랗게 만들었고 이제 그이 필름 자체의 특성은 투명도가 아주 좋다는게 장점입니다 그래서 우리가 일반적으로 알고 있는 폴리 미드는 약간 노란색을 띄는데요요 폴리 이미드 같은 경우에 투명한 폴리 이미드 그러니까 왼쪽은 살짝 놀았잖아 살짝네 근데 오른쪽은 비교를 해봐도 그냥 투명한 같아요 그래서 거 유리와 동일한 어떤 투과도를 가지고 있다고 볼 수가 있습니다 그래서 이제 오늘의 마지막 이야기인데요 결국에는 이제 우리가 지속적인 소재 또는 지속적인 사회를 어 만들기 위해서는 이런 자가 치유 기술이 필요하다 다양한 어떤 자가 치유 기술들을 통해서 소재에 대한 어떤 발전도 필요하겠지만 지속이 가능한 어 사회로 우리가 발전시키는게 뭐 저의 과학의 어떤 그 철학이라고 말씀드릴 수 있게 되겠습니다네 아 고생하셨습니다 사실 오늘 자가치유 기술이라고 그래서 많이 사람들한테 알려져 있는게 형상 기억 기억 학금 이잖아요 사실은 찌그러지거나 아니 모양이 변형되거나 그런 거를 뭐 열이라는 아니면은 다른 화학적인 방식이라든지 하면은 싹 원래대로 돌아오는 거 근데 그거는 약간 물리적인 형태의 변형이 일어난 거고 이거는 실질적으로 크랙이 아든 아니면은 뭔가 상처를 입은 거죠 상처를 진짜 치유하는 기술이라고 하니까 어 그리고 이런 물질들도 있다고 하니까 상당히 호기심도 많이 가고 근데 실질적으로 쓰이기도 많이 쓰겠다는 생각이 들어요 사실은 저희가 한 번도 다뤄보지 않았던 주제였어요 그래서 오늘 꽤 재미있는 주제였고 너무나 기대되는 주제였는데 오늘 설명을 또 실전 연구 분야에 계시는 분이기 때문에 설명을 잘해 주신 정 정용채 박사님께 다시 한번 아이 고생하셨다고 박수 한번 보내드립니다 인사할 시간도 많습니다 여러분의 시간을 낭비해 드릴 느리지만 쿨한과 랩 미팅이었습니다 감사합니다 교수님들 감사합니다 감사합니다 l