실리카 에어로겔의 물리화학적 성질과 우주복에 사용되는 이점에 대해 설명해 주세요.

Question

우주복의 초고효율 단열재나 최첨단 방한복 충전재에 쓰이는 실리카 에어로겔은 지구상에서 가장 가볍고 밀도가 낮은 고체 물질 중 하나입니다. 실리카 에어로겔의 물리화학적 성질과 우주복에 사용되는 이점에 대해 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

공기 모양의 고체라는 별명을 가진 실리카 에어로겔은 머리카락 굵기의 1만 분의 1에 불과한 나노 크기의 구조를 가진 최강의 단열 소재입니다. 부피의 대분이 공기로 채워져 있음에도 놀라운 구조적 안정성을 갖는 실리카 에어로겔의 물리화학적 특성과 우주복에 적용되었을 때의 이점에 대해 설명 드릴게요.

실리카 에어로겔은 이산화규소 기반의 초경량 고체 기공 크기가 공기 분자의 평균 이동 거리보다 작아 열의 대류와 전도를 차단하며, 극저온과 초고온을 견디며 불에 타지 않고 화학적으로 매우 안정하여 최고의 단열재로 꼽힙니다. 이러한 특성은 극저온과 초고온의 극단적인 우주 환경에서 우주비행사의 체온을 보호하는 데 결정적입니다. 얇은 두께만으로도 완벽한 열 방어가 가능해 우주복의 무게를 획기적으로 줄이고 비행사의 활동성을 대폭 향상해 줍니다.

실리카 에어로겔은 본래 충격에 취약하고 부서지기 쉬운 단점이 있었으나, 최근에는 유연한 유기 섬유와 결합한 에어로겔 블랭킷 형태로 가공되어 우주복의 방한, 방열 내피는 물론 화성 탐사선의 단열재, 최첨단 아웃도어 의류까지 범위를 확장하고 있습니다.