[코오롱 미래기술원] 코오롱의 미래가치, 복합 소재와 인포매틱스

 

코오롱 융복합 연구개발(R&D)의 허브,

미래기술원이 주목하는 미래 먹거리

 

1편, 복합 소재와 인포매틱스

 

 

 

안녕하세요, 코오롱블로그 지기입니다.

 

2018년 출범한 코오롱 미래기술원은

코오롱 계열사의

현 사업 기술 솔루션부터

그룹 차원의 미래 준비까지,

핵심 기술을 확보하고

미래 먹거리 사업 추진을 위한

허브 역할을 하고 있는 만큼

이에 관련한 다양한 연구개발을

진행하고 있습니다.

 

코오롱그룹의 미래 가치를 

실현할 전략 거점이자 성공의 터전인

미래기술원에서 연구개발 중인

미래 먹거리 기술을 소개합니다.

 

토우프레그(Towpreg)는

강도가 우수한 실 형태의 탄소 섬유에

에폭시(Epoxy) 수지를

일정 비율 함침하여 만든 복합 소재로

금속 혹은 플라스틱 연료탱크의 겉면을

칭칭 돌려 감아 강도를 개선하는

용도로 주로 사용됩니다. 

 

미사일 연소관이나

수소 자동차의 연료탱크는

강한 고압을 견디기 위해

주로 금속 소재를 사용했으나

연비 향상을 위해 금속의 일부 혹은

전체를 탄소섬유 복합 소재로

대체하여 경량화를 꾀하고 있습니다. 

 

이에 따라 미래기술원에서는

미사일 연소관과 수소 자동차 연료탱크 등

 용도에 따라 필요한 물성을 구분하고, 

탄소섬유 원사 및 에폭시 수지의 조성을 달리하여

토우프레그를 개발하고 있습니다.

 

미래기술원은 현재

구미공장 파일럿(Pilot)을 가동하여

월간 약 300km의 토우프레그 생산이

가능한 상태입니다. 

다양한 테스트 결과

미래기술원에서 개발한 토우프레그는

우수한 성능을 인정받고 있습니다. 

국내에서 양산하는

거의 유일한 토우프레그이며

물성은 세계적 수준이라는 평가입니다.

 

인포매틱스 기술을 표현한 이미지

 

 

한 가지 더 눈길을 끄는 것은 미래기술원이

토우프레그 개발에 인포매틱스(Informatics) 

기술을 접목하고 있다는 점입니다. 

미래기술원의 인포매틱스랩에서는

원자 수준(길이: ~nm, 시간: ~μs)에

해당하는 분자 동역학 시뮬레이션과

머신러닝, 빅데이터 등  IT 기술을

주로 활용하고 있습니다.

 

이 중 분자 동역학 시뮬레이션 방법은

뉴턴역학에 기반하여 원자들 사이의

모든 상호작용을 계산하기 때문에

시간에 따른 원자 및 분자 들의

움직임을 추적할 수 있습니다. 

 

이는 실제로

고분자의 유변학

(ex. 고분자 내 나노복합체의 확산 분석), 

에너지 소재

(ex. 배터리 내 이온 거동 추적), 

바이오

(ex. 단백질 생체막 구조 분석 및 자연 모사) 등

다양한 분야에 활용되고 있는데, 

미래기술원에서는

이러한 분자 시뮬레이션을 이용하여

에폭시 수지 조성의 분자 구조와 물성 간의

상관관계 및 물성을 계산하는

작업 등을 통해 토우프레그 설계에

기여하고자 합니다.

 

또한 머신러닝, 빅데이터 등

IT 기술을 활용하여 개발한 최적화 알고리즘을

사용하면 실제 다수의 실험을 하지 않고도

현재 보유한 소량의 실험 데이터를

활용하여 목표 물성에 부합하는

조성을 예측해볼 수 있습니다. 

 

 

 

 

덕분에 연구자들의 경험에 의존한

기존의 방법에서 벗어나 신규 소재 개발에

필요한 시간과 자원을 단축할 수 있습니다.

 

미래기술원의 인포매틱스랩은

더 나아가 조지아텍, KAIST와 협력해

중요 기술요소를 확보해가고 있으며

AI 알고리즘이

가장 효율적인 포뮬레이션(Formulation) 

조성을 추천해 주어 목표 물성

탐색을 위한 실험 횟수를

획기적으로 줄여주는 조성 추천 기술을

실무에 활용할 수 있도록

서비스하기 위한 연구를

거의 마무리하고 있는 단계입니다.

 

또한 미래기술원의 인포매틱스랩은

협업을 위한 조직 내 소통

(CFC: Cross-Functional Communication)에도

언제나 열려 있습니다.

 

 

 

* 위 내용은 코오롱그룹 사보 vol.608 에서

 발췌한 내용입니다.