화장품·배터리·모빌리티까지 적용 확대
기업 대상 소재 공급·R&D·신뢰성 검증 지원
지난 20일 오후 찾은 경북 경산 한국섬유기계융합연구원(KOTMI) 셀룰로스 나노섬유(CNF) 소재 산업화센터 내에는 CNF 소재를 활용한 다양한 제품이 전시돼 있었다. 화장품, 친환경 아이스팩, 코팅필름을 비롯한 일상과 밀접한 용품부터 2차전지 커버, 타이어, 배터리팩 등 첨단 산업에 필요한 소재 및 완제품이 진열됐다. 지역 유망기업 형제파트너와 공동 개발한 친환경 전기차도 눈길을 끌었다.
지난해 문을 연 이 시설은 국내 최초 CNF 전문 연구기관으로 관련 산업의 실증은 물론 상용화를 선도하고 있다. CNF 제품 개발을 희망하는 기업을 대상으로 소재 지원부터 상용화 기술 R&D부터 신뢰성 검증, 친환경 인증을 위한 시험·평가까지 '전주기 지원 체계'를 구축해 기업들의 원활한 시장 진입을 돕는다. 이를 통해 CNF 산업 생태계를 활성화하는 것이 목표다.
1층 소재 반응실 앞에는 과수원에서 수거한 나뭇가지가 쌓여 있어 눈길을 끌었다. 창고에는 갈대, 옥수수 등 비목질계 원료가 보관 중이다. 버려지는 식물에서 원료를 추출해 새로운 소재로 재탄생시키는 작업이 이뤄진다.
식물자원에서 셀룰로스 원료를 추출해 전처리 과정을 거치고 이는 나노섬유로 세분화된다. 이후 중간재 소재로 용도에 맞게 가공해 각 산업군에 공급된다. 응용 산업군은 미래모빌리티, 에너지(ESS, 2차전지), 전력 인프라, 바이오(뷰티, 의료) 등 높은 부가가치를 창출한다.
이민지 KOTMI 선임연구원은 "CNF는 종류가 다양하고 각 특성에 맞는 소재를 만들 수 있다는 장점이 있다. 초창기 친수성, 보습성 지속을 살려 화장품에 활용됐지만 최근에는 내열성, 강도를 보강하면서 적용 범위가 더 넓어지고 있다"면서 "기업과의 협업을 통해 소재 개발에 속도를 높이고 있다"고 설명했다.
센터 내에는 ▷셀룰로스 원료 추출을 위한 증해기 ▷나노섬유화를 위한 CNF 리파이너 및 고압균질기 ▷신뢰성 평가 장비 ▷생분해 시험기 등이 마련됐다. 향후 소재 물성 평가부터 친환경성을 아우르는 종합 기술지원 서비스를 제공한다는 계획이다.
전경수 KOTMI 선임연구원은 "탄소중립과 ESG 경영 강화로 CNF에 대한 관심이 높다. 기존 소재의 한를 극복할 수 있다는 면에서 잠재력이 더 크다"면서 "지역 기업들이 친환경 소재 전환에 대응할 수 있도록 역할을 강화하겠다"고 강조했다.
※셀룰로스 나노섬유(CNF)= 식물에서 얻은 셀룰로스 원료를 나노 단위로 미세화한 섬유 소재. 가볍고 강도가 높은 것은 물론 생분해가 가능해 기존 소재를 대체하는 친환경 소재로 주목받고 있다.
