[글로벌대학팀 김선영 기자] 경북대학교 박성혁 교수 연구팀이 기존 금속 가공 공정을 유지한 채 마그네슘과 타이타늄을 조합해 새로운 금속 복합소재 개발에 성공했다. 새로운 합금 조성 설계를 적용함으로써 공정 효율과 소재 성능을 동시에 개선한 점이 특징이다.

연구팀은 금속 복합소재 제조에 널리 사용되는 ‘금속 용탕 탈성분법(Liquid Metal Dealloying)’을 기반으로, 초기 합금의 조성비를 새롭게 설계하는 방식으로 접근했다. 해당 공정은 고온 금속 용탕에 혼합 금속을 담가 특정 성분을 제거하고, 남은 금속이 자발적으로 얽혀 3차원 구조를 형성하게 하는 기술이다. 복잡한 가공 없이 정밀한 구조 형성이 가능해 차세대 금속소재 제조 기술로 주목받고 있다.

이번 연구에서는 공정 자체는 그대로 유지하면서 초기 합금 조성의 세밀한 조절을 통해 조직 형성과 탈성분 거동을 정밀하게 제어했다. 그 결과, 기존보다 공정 시간은 약 3분의 1로 줄었고, 조직은 약 4배 더 미세하게 형성되었다. 특히 마그네슘의 경량성과 타이타늄의 강도·내식성을 결합해 구조적 성능을 높인 동시에, 생체적합성까지 확보한 것으로 나타났다.

새롭게 개발된 복합소재는 항공우주, 도심항공모빌리티(UAM), 미래형 수송기기, 생체용 임플란트 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높다는 평가를 받는다. 박성혁 교수는 “합금 조성 설계만으로 공정 조건과 복합재료의 구조 및 성능을 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서 이번 연구는 학술적 의미뿐 아니라 산업적 파급력도 크다”고 밝혔다.

이번 논문의 교신저자는 경북대 금속재료공학과 박성혁 교수이며, 제1저자는 같은 학과의 장지은 박사과정생이다. 연구 결과는 금속 소재 분야 국제 저명 학술지 ‘저널 오브 마그네슘 앤드 얼로이즈(JMA)’ 4월 23일자 온라인판에 게재됐다. JMA는 2023년 기준 피인용 지수(IF) 15.8을 기록했으며, 금속공학 분야 상위 0.6% 이내에 속하는 학술지로 평가받는다.

김선영 기자 글로벌대학팀 globalu@beyondpost.co.kr