【브레이크뉴스 구미】이성현 기자=국립금오공과대학교 재료공학부(고분자공학전공) 최청룡·엄태준 교수 연구팀이 간단한 합성 공정으로 고성능을 유지하면서도 화학적 순환 재활용이 가능한 친환경 실리콘 소재를 개발했다.
연구팀은 단일 공정(One-step synthesis)만으로 기계적 물성을 자유롭게 조절할 수 있는 실리콘 탄성체를 구현했으며, 사용 후에도 단량체로 회수해 재중합이 가능한 ‘폐쇄형 재활용(closed-loop recyclability)’ 구조를 실증했다. 개발된 실리콘은 기존 상용 실리콘 소재에 견줄 만한 강도와 탄성력을 갖춰 산업 전반에 적용 가능한 대안으로 주목받고 있다.
이번 연구 성과는 ‘Poly(carbosiloxane) Elastomers: One-Step Synthesis, Tunable Mechanics, and Closed-loop Recyclability(100% 재활용 가능한 차세대 실리콘 탄성체 개발)’라는 제목으로 재료 분야의 저명 국제학술지 Chemistry of Materials 1월 27일자에 게재됐으며, 표지논문으로도 선정됐다.
현재 널리 사용되는 실리콘 소재는 대부분 폴리디메틸실록산(PDMS) 기반으로 유연성과 내구성이 뛰어나지만, 화학적 구조 특성상 재활용이 어려워 사용 후 매립이나 소각에 의존해 왔다. 이에 따라 환경 부담을 줄일 수 있는 대체 소재 개발이 지속적으로 요구돼 왔다.
국립금오공대 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 새로운 구조의 실리콘 탄성체를 제안하고, 혼합 플라스틱 폐기물 속에서도 실리콘만을 선택적으로 회수해 다시 재중합하는 전 과정을 실제로 구현했다. 이를 통해 실리콘의 실질적인 재활용 가능성을 입증하며, 지속가능한 실리콘 소재 설계와 활용 방식에 새로운 방향을 제시했다.
논문 제1저자인 국립금오공대 고분자공학과 석사과정 강유빈·강나원 학생은 “간단한 공정으로 기존 실리콘 소재의 재활용 한계를 보완하고, 지속가능한 소재 개발에 기여할 수 있음을 보여줄 수 있어 뜻깊다”고 소감을 전했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구자사업과 경상북도 RISE사업의 지원을 받아 수행됐다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
Kumoh National Institute of Technology Develops 100% Recyclable, High-Performance Silicone Material
A research team led by Professors Choi Cheong-ryong and Eom Tae-jun of the Department of Materials Science and Engineering (Majoring in Polymer Science and Engineering) at Kumoh National Institute of Technology has developed an eco-friendly silicone material that maintains high performance while being chemically recyclable through a simple synthesis process.
The research team created a silicone elastomer with freely tunable mechanical properties through a single-step synthesis process. They also demonstrated "closed-loop recyclability," enabling monomer recovery and repolymerization after use. The developed silicone boasts strength and elasticity comparable to existing commercial silicone materials, attracting attention as a viable alternative for industrial applications.
This research, titled "Poly(carbosiloxane) Elastomers: One-Step Synthesis, Tunable Mechanics, and Closed-loop Recyclability (Development of Next-Generation 100% Recyclable Silicone Elastomers)", was published on January 27th in the prestigious international journal Chemistry of Materials and was also selected as the cover article.
Currently, most widely used silicone materials are based on polydimethylsiloxane (PDMS). While these materials offer excellent flexibility and durability, their chemical structure makes them difficult to recycle, leading to reliance on landfills or incineration after use. Consequently, there has been a persistent need to develop alternative materials that can reduce environmental burden.
To overcome these limitations, a research team at Kumoh National Institute of Technology proposed a novel silicone elastomer structure and successfully implemented the entire process of selectively recovering and repolymerizing silicone from mixed plastic waste. This demonstrated the practical recyclability of silicone and offered new directions for the design and utilization of sustainable silicone materials.
Kang Yu-bin and Kang Na-won, master's students in the Department of Polymer Engineering at Kumoh National Institute of Technology and the first authors of the paper, said, "It is meaningful to be able to demonstrate that a simple process can overcome the limitations of existing silicone materials for recycling and contribute to the development of sustainable materials."
This research was supported by the National Research Foundation of Korea's Outstanding Young Researcher Program and the Gyeongsangbuk-do RISE Project.
