카본 모바일의 탄소섬유 스마트폰, RF 신호 성능 향상 구현

란세스(Lanxess, 독일 쾰른)가 3월 16일, 스타트업 카본 모바일(Carbon Mobile, 독일 베를린)이 이달 선보인 '카본 1 MK II' 스마트폰이 플라스틱과 알루미늄을 첨단 복합 소재로 대체했다고 밝혔습니다. 세계 최초 탄소섬유 스마트폰으로, 하우징 기본 소재는 란세스 테펙스 다이나라이트(Tepex dynalite) 제품군의 열가소성 복합소재이며, 1K 연속 탄소섬유 필라멘트로 보강되어 플라스틱 사용량을 5% 줄인 가볍고 슬림한 디자인을 구현했습니다.

"우리가 개발한 이 복합 소재는 상당한 기계적 응력을 받는 경량 부품용으로, 단순히 매우 얇은 벽 두께를 가능하게 할 뿐 아니라 높은 강도와 강성으로 일상 사용에 매우 견고한 하우징을 만듭니다." 란세스의 테펙스 응용 개발 전문가 필립 겐더스(Philipp Genders)가 설명합니다. "또한 무광 블랙 탄소섬유가 스마트폰에 진정한 하이테크 룩을 부여합니다."

하지만 카본 모바일에 따르면 탄소섬유 사용에는 초기 난제가 있었습니다. 탄소섬유는 견고하면서 경량 구조물을 만드는 데 탁월한 물성을 지녔음에도 전자파 차폐에 효과적이어서, 무선 신호를 통과시키는 대신 기기 외부로 분산시킵니다. 이 이유로 탄소섬유 적용 기기는 기술 업계에서 걸림돌로 여겨져 왔습니다.

그럼에도 카본 1 MK II 스마트폰은 카본 모바일 엔지니어들의 4년간 연구개발 끝에 탄생한 하이렉(HyRECM, Hybrid Radio Enabled Composite Material) 기술, 즉 탄소섬유와 무선 주파수(RF) 신호 투과가 가능한 보완 복합 소재를 융합하는 특허 공정을 적용했습니다. 연결성을 더욱 높이기 위해 3D 프린팅 전도성 잉크를 탄소섬유 구조에 통합했습니다. 카본 모바일은 이를 '최초의 무선 통신 가능 탄소섬유 기반 소재'라고 주장합니다.

"란세스와 그들의 테펙스 소재는 하이렉 기술 개발에 완벽한 파트너였습니다." 가공 파트너 모던 컴포지츠(Modern Composites Ltd., 홍콩)의 에릭 찬(Eric Chan)이 말합니다. "독일의 우수한 소재와 협력함으로써 이 혁신 기술의 최적 적용을 출시부터 보장할 수 있었습니다."

포뮬러 1 자동차의 하중 지지 섀시와 같은 구조 원리를 따라 하우징은 모노코크(단일 셸) 설계로 높은 강성을 확보했습니다. 카본 모바일은 이 설계가 얇은 벽 두께, 가벼운 무게, 내부 공간을 차지하는 두꺼운 보강재가 없어 소형화에도 기여한다고 설명합니다. 카본 모바일 CEO 피라스 칼리페(Firas Khalifeh)에 따르면 "우리의 최첨단 모노코크 설계로 무게 125g(일반 스마트폰의 1/3), 두께 6.3mm(25% 더 얇음)를 구현했습니다."

카본 모바일은 지속 가능 원칙에도 전념합니다. 신형 스마트폰은 가능한 한 재활용 소재만 사용합니다. "전 세계 전자 폐기물 감축과 지속 가능성 향상에 기여하고 싶습니다." 칼리페가 말합니다.

하우징용 복합 소재도 쉽게 재활용·재사용 가능합니다. "테펙스 다이나라이트 전 제품군처럼 분쇄 후 표준 사출 성형기로 고품질 부품을 제작할 수 있으며, 단독 또는 적합한 신소재와 혼합해 사용 가능합니다." 겐더스가 덧붙입니다. 스마트폰 수명 연장을 위해 모든 부품을 수리 목적의 간편 교체형으로 설계해 전자 폐기물을 방지합니다.