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[대학저널 황혜원 기자] 중앙대학교 연구팀이 한솔케미칼과 공동연구를 통해 배터리·디스플레이·반도체 부품의 열관리 소재를 대체할 수 있는 고방열 복합소재 개발에 성공했다.

중앙대는 김주헌 화학신소재공학부 교수 연구팀과 한솔케미칼 전자재료사업부가 공동 연구를 통해 열충격에 대한 높은 저항성과 기계적 특성을 동시에 확보한 고방열 복합소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

이번 복합소재 개발은 상변화물질을 기반으로 한 것이다.

연구팀은 상변화물질인 스테아르산과 에폭시를 화학적으로 결합하고, 파라핀과 복합화를 통해 고강성 상변화물질을 제작했다. 다공성 팽창 흑연과 표면 처리한 질화붕소를 분산시켜 높은 축열·방열 특성을 확보하는 동시에 열충격에 대한 높은 저항성과 기계적 특성도 갖춘 고방열 복합소재를 개발했다.

새로 개발된 복합소재는 우수한 방열 특성은 물론 열충격에 효과적인 대응이 가능하다. 전자기기 발열부에서 열전달을 통해 열의 방출을 유도하는 기존 방열소재의 기능을 수행하고, 급격한 열상승 시 열에너지 흡수·저장을 통해 기기의 온도 상승속도를 늦추고 적정 구동온도를 유지하는 기능으로도 작용한다.

해당 고방열 복합소재는 향후 다양한 분야에 적용될 수 있을 전망이다. 전기차용 전장부품 시장에서 인기를 누릴 가능성이 높으며, 최근 에너지 사용·재활용을 통한 에너지 절감 등 그린테크 수요가 커지는 추세에 따라 배터리와 디스플레이, 반도체 기판 등 전자기기의 열관리를 위해 사용되는 기존 열관리소재도 대체할 수 있을 것으로 보인다.

이번 연구는 이원두 박사과정이 제1저자를 맡았으며, 복합체 분야 최상위 학술지인 ‘Composite part B: Engineering’과 ‘Composites Science and Technology’ 최신호에 각각 게재됐다.

김 교수는 “온도에 따라 변화하며 열에너지를 저장·방출하는 상변화물질을 기반으로 한 이 기술은 기존 상변화물질 적용 소재가 지닌 난제를 해결할 수 있는 발판을 마련했으며, 상업화가 가능한 수준의 기계적·열적 특성을 확보했다는 데 큰 의미가 있다”며 “앞으로 열충격 저항성과 방열 특성이 보다 향상된 초고방열 복합소재를 개발해 응용·적용 범위를 더 확대해 나갈 계획”이라고 말했다.

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