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| 부산대학교 응용화학공학부 김채빈 교수 연구팀이 개발한 차세대 방열 복합소재의 구조와 성능을 시각화한 이미지.(사진=부산대 제공) |
응용화학공학부 김채빈 교수팀은 상변화 기능과 고열전도 특성을 동시에 갖춘 복합소재를 개발했다고 1일 밝혔다.
이번 성과는 기존 소재의 낮은 열전도와 누액 문제를 동시에 해결해 차세대 전자기기 및 전기차 발열 제어 기술의 새로운 대안으로 평가받는다.
◆ 비상용성 계면 활용한 혁신적 설계
연구팀은 서로 섞이지 않는 파라핀 왁스(PW)와 고분자(PEG)의 경계면에 주목했다.
열전도 필러인 질화붕소(h-BN)가 이 비상용성 계면에 선택적으로 배열되도록 유도해 별도의 복잡한 공정 없이도 연속적인 열전도 경로를 형성했다.
이는 필러가 무작위로 분산돼 효율이 낮았던 기존 방식과 차별화된다.
◆ 고성능 구현 및 구조 안정성 확보
새롭게 개발된 소재는 20 W/m·K 이상의 높은 열전도도를 달성했다.
특히 상변화 과정에서도 형태를 유지하는 뛰어난 구조 안정성을 보였으며, 반복적인 가열과 냉각 후에도 접착력이 유지돼 실전 적용 가능성을 입증했다.
이는 고출력 CPU나 전기차 배터리 등 정교한 온도 관리가 필요한 시스템에 즉시 투입할 수 있는 수준이다.
◆ 학술적 우수성 입증 및 미래 가치
이번 연구는 김채빈 교수가 교신저자, 이동훈 석사과정생이 제1저자로 참여해 과학기술정보통신부의 지원으로 수행됐다.
연구 결과는 에너지 재료 분야 권위지인 '스몰(Small)' 3월 3일 자 표지 논문으로 선정돼 세계적인 학술 가치를 인정받았다.
김 교수는 "복잡한 공정을 획기적으로 줄이면서도 성능을 극대화해 고발열 시스템의 열 관리 기술 발전에 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.
부산=김성욱 기자 attainuk0518@
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