복합재료지능연구실의 왕세준 석사과정생(지도교수 김상엽)이 저용융점 금속 마이크로 입자 자가치유 복합소재 개발을 연구한 논문을 Engineering 분야 최고 권위지인 Composites Part B: Engineering(IF 13.1, Engineering 부문 JCR 상위 0.5%, Composites 부문 JCR 상위 5.7%) 11월호에 게재하였다. 

본 논문은 탄소 섬유 강화 복합재(CFRP)에 저용융점 합금(Field's Metal) 마이크로 입자를 도입하여 자가 치유 능력을 부여하는 연구를 수행했다. 저용융점 합금 입자를 복합재의 층 사이에 분포시켜 손상된 부분을 치유할 수 있도록 설계하였으며, 그 결과 약 40%의 치유 효율을 달성했다. 특히, 기존의 자가 치유 복합재에서 문제가 되는 기계적 특성 저하를 해결하면서 유사한 수준의 기계적 특성을 유지할 수 있음을 보였다.

탄소 섬유 강화 복합재(CFRP)는 눈에 보이지 않는 미세한 상처에 의해 순간적인 파괴가 일어나 활용이 제한적이다. 이를 극복하고자 한 시도가 자가 치유 복합재인데, 이 또한 복합재의 강도 및 강성을 크게 떨어뜨리게 된다. 본 논문은 저용융점 합금(Field’s Metal)을 마이크로 입자화하여 복합재 내에 넣음으로써 기존의 자가치유 복합재의 난제였던 기계적 특성 저하를 해결하였다. 

교신저자인 김상엽 교수는 “본 연구는 미래의 다양한 산업 응용에서 복합재료의 신뢰성을 크게 높일 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 특히 항공, 자동차, 방위 산업 등에서 그 가치를 발휘할 수 있을 것으로 예상된다.”라고 밝혔다.

 ▶ 제목: Self-healing carbon fiber/epoxy laminates with particulate interlayers of a low-melting-point alloy

 ▶ 저자: 왕세준, 장지환, 김진구, 백재민, 이지희, 정진욱, 금호현, 김석범, 김상엽

 ▶ 논문 링크 : https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111792​