성과는 미국화학회에서 발간하는 고분자 분야 최고 권위지 매크로몰레큘즈(Macromolecules)에 게재됐다.

아라미드 섬유는 듀폰사에서 '케블라'라는 이름으로 제조하고 있는 방탄 섬유다. 강도, 탄성, 진동흡수력이 뛰어나 타이어, 방탄복, 진동흡수장치(스피커) 등에 많이 쓰이고 있다. 이 섬유를 나노화한 '아라미드 나노섬유'는 탁월한 보강 성능을 가진 것으로 2011년 학계에 처음 보고돼 전 세계적으로 연구가 많이 이루어지고 있다. 

기존에 아라미드 나노섬유를 만들기 위해서는 아라미드 방탄섬유를 먼저 만든 후 이것을 나노화하는 두 가지 단계를 거쳤다. 연구팀은 두 단계 중 한 단계를 생략하고 보조 용매를 도입하는 방법으로제조 공정 시간을 기존 대비 12배나 단축하는 신기술을 개발했다. 아라미드 분자 구조가 한 방향으로 정렬되어있다는 점에 주목해 아라미드 물질로부터 아라미드 나노섬유를 바로 만드는 단순 제조법으로 개발했다. 

연구진에 따르면 기존 기술로는 아라미드 나노섬유를 일주일 동안 밀리그램 수준으로 만들었는데 본 기술을 적용하면 반나절만에 대량생산할 수 있기 때문에 상용화하기 쉽다. 또 아라미드 방탄섬유로부터 나노화하는 기술이 아니기 때문에 듀폰사 등의 특정기업에서 대부분 가지고 있는 아라미드 섬유 제조 기술 특허권에서 자유롭다.

이 외에도 연구팀은 개발한 나노섬유를 탄성이 있는 첨단소재 '엘라스토머'의 보강재로 적용했다. 그 결과 미량 함량으로도 세계최고의 기계적 강도를 내는 것을 확인했다. 열가소성 폴리우레탄 소재에 400 ppm 만 첨가해도 인장인성이 1.5배 증가했고, 인장강도가 84 MPa 수준으로 세계최고 기계적 강도를 경신했다.

오동엽 박사는 "아라미드 나노섬유의 방향족 그룹과 열가소성 폴리우레탄 소재의 방향족 그룹이 물리적 결합을 형성하면서 놀라운 보강효과가 나타났다"고 말했다.