우리 대학 항공우주 및 기계공학과 석사과정 서한준 학생(지도교수 : 남영우)이 지난 5월 경주에서 열린 ‘2025 한국복합재료학회 춘계학술대회’에서 우수논문상을 수상했다.

  서한준 학생의 논문은 ‘극한 환경에서 운용되는 무인항공기용 3D 프린팅 초소수성/전기열 열가소성 발열 복합재 패치 구조’라는 제목으로, 무인항공기의 결빙 방지를 위한 소재 기술에 대한 연구를 주제로 했다. 

  특히 이 연구는 열가소성 고분자인 PEEK(Polyetheretherketone)에 다중벽 탄소나노튜브(MWNTs)를 분사하여 전도성을 갖춘 필라멘트를 개발하고, 3D 프린팅 기반의 전도성 복합재를 제작하여 미세 표면 패턴과 초소수성* 코팅을 적용함으로써, 비행체 표면에 물방울이 맺히는 것을 억제하고 빠르게 제빙까지 가능한 신개념 발열 패치 구조를 제안했다는 점에서 주목받았다. 

*초소수성 : 물방울이 재료 표면에 닿았을 때 형성하는 접촉각이 150도 이상이며, 미끄러짐 각이 10도 미만인 상태로 발수성이 뛰어난 표면 특성을 가리킴.

  극한 기상환경에서 임무를 수행하는 경우가 많은 무인항공기의 특성상, 고고도·저온 환경에서의 결빙 현상을 방지하여 안정적으로 운용할 수 있는 기술에 대한 수요도 높아지고 있다. 결빙 현상은 공력 성능 저하, 제어력 상실, 시스템 고장 등의 치명적인 문제를 유발할 수 있기 때문이다. 

  기존의 결빙 방지 기술은 주로 액상 제빙제를 분사하거나 외부 발열 장치를 활용한 방식이 일방적이었지만, 이런 방법은 비행체의 중량을 증가시켜 에너지 소모를 늘리고 유지보수도 복잡하다는 점에서 한계를 가졌다. 

  반면, 이번 연구결과는 비행체 플랫폼에 최적화된 경량·다기능 복합재 기반의 기술로서 무인항공기의 극한 기상환경 운용 안정성을 실질적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 향후 도심항공교통(UAM), 고고도 장기체공기체, 기상관측용 무인기 등 분야로의 확장성도 기대해 볼 수 있다.