케블러보다 훨씬 강한 방탄 섬유

(Graphical abstract. Credit: Matter (2025). DOI: 10.1016/j.matt.2025.102496)

(Credit: Jin Zhang Group, Peking University)

케블라 (Kevlar)는 방탄 섬유의 대명사로 아라미드 섬유의 상품명입니다. 같은 무게의 철보다 5배나 강하고 가볍기 때문에 방탄모와 방탄복의 주요 소재로 널리 사용되고 있습니다. 하지만 그렇다고 해서 아쉬운 점이 없는 건 아닙니다.

예를 들어 아라미드 섬유를 강하게 만들면 부서지기 쉽기 때문에 총탄을 막고 에너지를 흡수할 때 오히려 불리하게 작용합니다. 증국 북경대의 진 장(Jin Zhang from Peking University)과 동료들은 6년 간의 연구 끝에 헤테로사이클릭 아라미드 (heterocyclic aramid) 섬유와 카본 나노튜브 (treated long carbon nanotubes (tl-SWNTs))를 혼합해 더 강하고 충격을 잘 흡수하는 새로운 소재를 찾아 냈습니다.

아라미드 섬유와 카본 나노튜브를 결합시켜 서로 단단히 잡아준 결과 동적 강도 (dynamic strength)는 10 GPa에 이르고 에너지 흡수 능력은 입방 미터 당 706.1 megajoules로 기존 기록의 두 배에 달할 정도로 높아졌습니다.

연구팀은 새 합성 섬유가 더 높은 성능을 지닌 방탄복이나 기타 방탄 소재로 유망할 것으로 기대하고 있습니다. 더 튼튼한 방탄모와 방탄복을 개발하려는 노력과 더 관통력이 우수한 총기와 탄알을 개발하려는 노력은 사실 서로 모순이지만, 앞으로 계속될 수밖에 없을 것입니다. 이번 연구가 방어측에 더 유리하게 작용하게 될지 주목됩니다.

참고

https://phys.org/news/2025-11-scientists-bullet-proof-fiber-stronger.html

Jiajun Luo et al, Aramid fibers with dynamic strength up to 10 GPa and dynamic toughness up to 700 MJ m⁻³, Matter (2025). DOI: 10.1016/j.matt.2025.102496

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