나노섬유(100나노미터)를 제조하는 기술이 국내기술진에 의하여 세계 처음으로 실험에 성공, 관심을 집중시키고 있다. 전북대학교 공과대학 섬유공학과 김학용 교수는 섬유의 굵기가 10억분의 100m(100나노미터)에 해당하는 나노섬유로 구성된 부직포 양산화 원천 기술을 세계 최초로 개발했다고 지난 달 30일 발표했다. 나노섬유를 제조하는 방법은 모든 열가소성 고분자나 천연섬유를 용액에 용해한 후에 이를 고전압하에서 전기력에 의하여 방사하는 방식으로 이미 1966년에 최초로 특허를 출원한 기술이나 양산화가 이루어지지 못하여 산업화가 더 이상 진행되지 못했다. 그러나 나노 섬유는 최근 미국의 NASA 및 MIT, AKRON대학을 중심으로 연구가 진행되고 있다. 우리나라에서도 이미 이 기술의 중요성을 인식하고 2010년까지 1조4000억원의 연구비를 투자하여 국가의 핵심사업으로 진행하고 있는 연구과제이기도 하다. 김교수는 분자 수준(10억분의 10m 크기, 옹스트롬 단위)에서 섬유를 만들기 위한 노력을 기울여 왔는데 이는 우리가 흔히 알고 있는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르 등이 지니고 있는 이론강도를 달성할 수 있는 방법으로 기존의 콘크리트, 철 등의 제품을 대체할 수 있는 방안 중에 하나이다. 이러한 분자섬유의 이전단계로 김학용 교수가 개발한 나노섬유 부직포의 특징은 첫째로 직경이 매우 가늘어 촉감이 인간의 피부 촉감과 비슷하며 또한 초강력을 발휘할 수 있어 보강재로 사용하여 우수한 물성을 지닌 복합재료의 제조가 가능하여 우리가 흔히 알고 있는 방탄조끼나 헬멧 등의 무게를 획기적으로 줄일 수 있다. 또한 각종 산업용(의료, 자동차, 수처리, 무균실 등) 필터류 및 막에 사용이 가능하며 특히 인조피혁분야에 적용할 경우 가히 따라올 소재가 없을 것으로 평가된다. 이 인조피혁은 기존에는 두 가지 성분을 이용하여 해도형 섬유나 분할형 단섬유를 제조하고 이를 사용하여 니들 펀치 등의 결합 방식을 사용하여 부직포를 제조하고 폴리우레탄을 코팅한 후에 메트릭스를 이루는 한가지 성분을 용해하여 제거하는 방식으로 매우 여러 단계의 공정을 통하여 제조한다. 그러나 전기방사를 이용한 경우에는 중간 제조단계인 부직포 제조 공정이 필요 없이 단일 성분만으로 직접 부직포를 제조하고 폴리우레탄을 코팅하여 제조하는 매우 혁신적인 방법이다. 현재 합성피혁, 천연피혁, 인조피혁 전세계시장규모는 300조 이상으로 예상되고 또한 기존의 인조피혁은 1m2당 18-25$로 매우 고가이나 인간 피부 촉감과 유사한 촉감으로 품질이 매우 우수하고 공정 또한 단순하고 단일성분만을 사용하는 전기방사에 의한 방식인 경우 1m2당 10$정도만 하여도 이익률이 50% 이상이 가능하다. 또한 이와 같은 나노섬유의 우수한 촉감을 이용하여 생리대, 기저귀 등의 용도로도 활용이 가능하다. 또한 생활주변의 잡화류, 각종 포장류, 방수 텐트는 물론 각종 수처리, 정수기 분야나 의료분야의 각종 필터는 물론 인조피부, 스텐트, 인조혈관, 인조뼈, 창상피복재, 유전자 전달체 등 이루 헤아릴 수 없을 정도의 다양한 용도를 찾을 수 있다. 특히 국방산업 분야의 각종 장비의 감량화의 일종으로 방탄조끼 등의 적용 분야뿐만 아니라 응용분야는 무궁무진하다. 한편 지금까지 재료로 시험한 것은 나일론, PVC, 폴리우레탄, 폴리젖산, 폴리글리콜라이드-락티드 공중합체, 셀룰로오스, 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리우레탄 등 다양한 재료를 사용하여 테스트하였다. 이와 같은 일반적인 고분자뿐만 아니라 특수고분자 등도 계속하여 확대할 예정이다. 현재 인공피혁분야에 상업화를 진행하고자 하며 기타 용도별 사업화 업체를 접촉중이다. 이와 같은 상업화기술의 핵심기술로는 고분자 재료기술, 고전압 제어기술, 방사 기술, 노즐설계기술, 부직포 제조기술, 제품화기술 등 다양한 분야의 기술이 조합되어 있다. 이와 관련된 특허를 10건 출원한바 있고 현재까지 특허 출원 및 등록건수가 100건에 달한다. 현재 20명의 대학원생이 참여하고 그 중에 외국학생이 4명이 포함되어 있다. 이러한 나노 섬유 부직포 양산화 원천 기술은 모든 산업분야에 적용이 가능한데 반도체의 와이퍼, 바테리 분리용 부직포, 정수기용 필터 등 이루 헤아릴 수 없이 많다. 현재 국내의 기저귀 시장만 해도 5000억원 정도이다. 전세계 부직포 시장은 100조원을 넘을 것으로 추산되며 우리나라의 부직포시장은 2조원 이상이다. 따라서 고전압 전기방사에 의한 나노섬유는 설비비가 기존에 비하여 10분1 정도밖에 들지 않을 것으로 예상되며 섬유의 굵기는 기존의 방식에 비하여 50배이상 가늘기 때문에 매우 큰 장점을 지니고 있다. 현재 양산화 가능한 재료로?