경북대 이규의 교수팀이 개발한 친환경 난연제를 나무에 뿌리고 실험한 결과 코팅 처리된 나무의 생존율이 100%에 이른 것으로 나타났다. 이규의 교수 연구자료 캡쳐 이재기 기자.경북대 화학과 이규의 교수연구팀이 산불 예방을 위한 친환경 난연 코팅제를 개발했다.
이 교수팀은 고온에서 열 차단막 역할을 하는 폴리페놀 성분에 주목, 인공 폴리페놀 기반의 방염 코팅 공정을 개발했다고 17일 밝혔다. 개발된 코팅제는 공기중에 노출되면 산화적 가교 반응을 통해 안정적인 폴리페놀 층을 빠르게 형성한다. 물만을 용매로 사용해 별도의 촉매나 유기 화학물질 없이도 목재 등 다양한 표면에 스프레이 방식으로 간편하게 적용할 수 있는게 장점이다.
폴리페놀은 식물에서 자연적으로 생성되는 화합물로서 주로 수피, 잎, 열매 등에 존재하며, 고온에서 흑연층으로 전환돼 나무를 화재로부터 보호한다.
이규의 교수팀이 개발한 코팅제의 내열성을 실험한 결과, 코팅된 목재는 무처리 목재 대비 약 3배 이상 향상된 난연 성능을 가졌다. 분광 분석을 통해 약 600°C의 고온에서 흑연 유사 차단층이 빠르게 형성되는 것이 확인된 것. 실제 화재 조건 시험에서 무처리 목재가 약 6g의 질량 손실을 , 코팅된 목재는 약 2g의 손실을 나타냈다.
또한 70일간의 가속 기후 노화 실험에서도 코팅층의 내구성이 뛰어난 것으로 나타났다. 실제 환경에서 진행한 수목 생존율 실험에서도 코팅된 나무의 생존율이 100%에 달했다.
이규의 교수는 "이번 연구는 산림, 건축(난연성 소재), 재난 관리 등 다양한 분야에서 응용 가능성이 높은 친환경 화재 예방 기술로 개발된 소재는 기존 코팅제보다 간편한 적용 방식, 지속 가능성, 뛰어난 난연 성능 등 여러 측면에서 우수해 사업화 가능성이 높다"고 밝혔다.
연구의 교신저자는 경북대 화학과 이규의 교수, 제1저자는 같은 학과 4학년인 마크 존 카스틸로(Mark John Castillo) 학생이며, 교육부 주관 G-LAMP 사업의 지원을 통해 연구가 수행됐다. 연구 결과는 저명 국제학술지인 그린 케미스트리 4월2일자 온라인에 게재됐다.