탄소섬유는 유기화학적 특성을 활용해 다양한 종류의 고성능 재료를 개발하는 데 활용된다. 탄소섬유로부터 파생된 복합재료는 기계적 강도, 내열성, 내식성 등의 특성을 갖추면서도 가볍고 다용도로 사용될 수 있다. 이런 특성으로 탄소섬유는 자동차의 경량화와 연비 향상을 위해 널리 사용된다.

또 항공기와 우주선의 경량화에 핵심적인 역할을 하는데, 탄소 섬유로 만들어진 날개, 몸체 등은 고강도와 경량성으로 인해 연료소모를 줄이고 비행 성능을 높인다.

더욱이 탄소섬유를 고성능에다 친환경적으로 생산한다면 기후온난화를 줄이면서 다양한 산업군에 적용할 수 있는 장점을 갖는다. 인간의 활동이나 상품 소비·생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 의미하는 탄소발자국을 획기적으로 줄일 수 있는 것이다. 

이런 친환경 고성능 탄소섬유 개발에 한층 다가섰다는 평가가 국내 기업에서 나왔다.

주인공은 HS효성첨단소재(대표 성낙양)다.

HS효성첨단소재는 지구의 날(4월 22일)을 하루 앞둔 21일 배포 자료에서 "친환경 바이오 아크릴로니트릴(ACN)을 100% 바이오 기반 우주항공 등급 폴리아크릴로니트릴(PAN)로 중합하는 것에 성공했다"고 밝혔다.

이번 시험은 기존 석유계 프로필렌 원료가 아닌 바이오 ACN으로 고성능 탄소섬유를 생산 가능하다는 것을 입증했다는 데 큰 의미가 있다.

식물 기반 원료로 우주항공 등급 등의 고성능 탄소섬유를 생산하게 됐다는 것이다. 이럴 경우 기존 프로필렌 탄소섬유 대비 약 15~25%의 탄소발자국 감축이 가능할 것으로 내부 산출 결과에서 예측됐다고 HS효성첨단소재는 전했다.

간단한 분자들이 서로 결합해 고분자를 만드는 것을 중합 반응이라고 한다. 따라서 이번 실험에서 ACN을 중합, 즉 이어 붙여 PAN을 만드는 데 성공했다는 것이다. PAN은 우주항공, 자동차, 자전거 프레임, 골프채 등에 사용되고 탄소섬유의 90% 이상이 PAN으로 만들어진다.

나아가 바이오 기반 고성능 탄소섬유는 자동차, 항공, 에너지, 소비재 등 다양한 산업군에 적용될 수 있어 HS효성첨단소재의 친환경 제품 포트폴리오 다각화가 가능하다고 회사 측은 의미를 부여했다.

특히 플라스틱이나 섬유를 만들 때 사용하는 화학물질 ACN은 HS효성첨단소재가 2022년부터 추자한 미국의 화학 기술 스타트업 트릴리엄(Trillium Renewable Chemicals)사가 식물성 원료로 만든 것이라고 HS효성첨단소재가 소개했다.