세계 세 번째 성공-EP.7

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세계 세 번째 성공 | 탄소섬유 이야기 7화 세계 세 번째 성공 14년 연구의 끝에서 연구는 계속됐다. 돌파구를 찾은 이후 공정은 조금씩 안정되기 시작했다. 강도는 올라갔다. 섬유 구조도 점점 안정되었다. 하지만 아직 한 단계가 남아 있었다. 양산. 연구와 산업은 다르다 실험실에서 만드는 것과 공장에서 대량 생산하는 것은 완전히 다른 문제다. 연구실에서는 몇 미터의 섬유면 충분하다. 하지만 산업에서는 수천, 수만 가닥의 섬유를 안정적으로 생산해야 한다. 공정이 조금만 흔들려도 섬유는 바로 끊어진다. 그래서 마지막 단계는 가장 어려운 단계였다. 그날 수많은 테스트 끝에 첫 번째 양산 테스트가 진행됐다. 긴 공정 라인이 천천히 움직이기 시작했다. 섬유는 열처리로를 통과했다. 탄화 공정을 지나 마침내 감겨 나오기 시작했다. 연구팀은 모니터를 바라보고 있었다. 아무 말도 하지 않았다. 섬유가 끊어지지 않고 계속 생산되고 있었다. 그리고 얼마 후 데이터가 나타났다. 강도 기준 통과. 그 순간 연구실 분위기가 바뀌었다. 14년 연구가 마침내 결실을 맺은 순간이었다. 세계 세 번째 기술 탄소섬유 양산 기술은 미국과 일본 이후 세계 세 번째 성공 이었다. 이 기술의 의미 이 성공은 단순한 소재 개발이 아니었다. 탄소섬유는 항공기, 우주 산업, 풍력 발전, 수소 산업 그리고 미래 자동차까지 사용되는 핵심 소재다. 이 기술을 확보했다는 것은 미래 산업의 중요한 기반을 확보했다는 의미였다. 그리고 이 모든 과정은 단 하루 만에 이루어진 일이 아니었다. 14년이라는 시간 동안 수없이 반복된 실패 끝에 만들어진 결과였다. 머리카락보다 가는 섬유 하나. 하지만 그 안에는 수많은 연구와 기술이 담겨 있다. ...

왜 일본은 40년 동안 이 기술을 독점했을까-EP.3

왜 일본은 40년 동안 이 기술을 독점했을까 | 탄소섬유 이야기 3화

왜 일본은 40년 동안
이 기술을 독점했을까

탄소섬유 기술의 숨겨진 이야기

2화에서 우리는 탄소섬유가 왜 강한지 알아봤다.

탄소 원자가 매우 강한 구조로 배열되기 때문이다.

하지만 여기서 더 중요한 질문이 남는다.

왜 이 기술은 오랫동안 몇 나라만 만들 수 있었을까?

이론은 쉽지만 현실은 다르다

탄소섬유의 원리는 생각보다 단순하다.

탄소 원자를 정렬해 매우 강한 구조를 만들면 된다.

하지만 실제 산업에서 이것을 만드는 일은 전혀 다른 이야기다.

탄소섬유는 단순한 소재가 아니라 극도로 정밀한 제조 기술의 결과다.

수천 도의 열을 견디는 공정

탄소섬유는 처음부터 탄소로 만들어지는 것이 아니다.

처음에는 플라스틱과 비슷한 섬유로 시작한다.

그리고 이 섬유를 1000도에서 3000도에 이르는 온도에서 가열한다.

이 과정에서 대부분의 원소가 제거되고 탄소 구조만 남게 된다.

이 공정을 탄화(Carbonization)라고 부른다.

핵심 과학 포인트

탄소섬유는 단순히 탄소로 만든 실이 아니라
수천도의 열처리를 통해 원자 구조를 정렬한 첨단 소재다.

머리카락보다 가는 섬유

또 하나의 문제는 섬유의 굵기다.

탄소섬유의 굵기는 보통 머리카락의 1/10 수준이다.

이렇게 가는 섬유를 수천 가닥씩 동시에 생산해야 한다.

그리고 그 과정에서 단 하나의 결함도 생기지 않아야 한다.

조금만 결함이 생겨도 섬유 전체의 강도가 급격히 떨어지기 때문이다.

그래서 기술 장벽이 생겼다

이처럼 탄소섬유 생산에는

  • 초고온 열처리 기술
  • 정밀 화학 공정
  • 미세 섬유 제어 기술

이 모든 것이 동시에 필요하다.

그래서 오랫동안 이 기술은 소수의 기업만이 가지고 있었다.

특히 일본 기업들은 수십 년 동안 탄소섬유 기술을 발전시키며 세계 시장을 장악하게 된다.

그리고 이 시장에 한국 기업 하나가 도전하게 된다.

그 기업이 바로 효성이다.

14년의 도전이 시작된다

효성은 탄소섬유 개발을 시작했지만 처음에는 상황이 쉽지 않았다.

기술 격차는 매우 컸고 성공 가능성도 불확실했다.

하지만 한 번 시작한 도전은 멈추지 않았다.

그리고 그 도전은 14년 동안 이어지게 된다.

© 소소하지만 과학이야

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