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[IT뉴스]재료연, 친환경 고성능 방열 복합소재 개발

온카뱅크관리자

2025-09-11 17:47:40

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="tRC6at8tCK">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c9e482b14e42b8b3a6d5f6f8688401f399dca66a5d7efe9422fe587a466a6551" dmcf-pid="FehPNF6Flb" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구팀 사진(좌측부터 한국재료연구원 차현애 선임연구원(교신저자), 국립금오공과대학교 조경훈 교수(교신저자), 하수진 박사과정 학생연구원(제1저자)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/11/joongang/20250911174648251uxtp.jpg" data-org-width="344" dmcf-mid="1qr2iH9HT9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/11/joongang/20250911174648251uxtp.jpg" width="658"></p>
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            연구팀 사진(좌측부터 한국재료연구원 차현애 선임연구원(교신저자), 국립금오공과대학교 조경훈 교수(교신저자), 하수진 박사과정 학생연구원(제1저자)
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          <p contents-hash="9accaf5d89d341dd7cd7c538dadb83d2c7e48cbc1a25717c810e8d5707a6f235" dmcf-pid="3dlQj3P3yB" dmcf-ptype="general"> 한국재료연구원(KIMS, 원장 최철진) 나노재료연구본부 차현애 박사 연구팀이 친환경성과 저비용 공정을 동시에 만족시키는 고성능 방열 복합소재를 개발했다. 연구팀은 계란 흰자 기반의 단백질 발포 공정을 활용해 3차원 구조의 산화 마그네슘(MgO) 방열 소재를 개발했으며, 이 구조가 열을 빠르고 효율적으로 전달하는 길을 형성해 기존 방열복합체 대비 최대 2.6배 높은 열전도도를 나타냈음을 확인했다. </p>
          <p contents-hash="aed4d09f8b5736158b3b84d1c83eeee20eb5668c9727e1f68190dbc5d8e009fe" dmcf-pid="0JSxA0Q0hq" dmcf-ptype="general">전자기기의 고성능화와 소형화가 빠르게 진행되면서 열이 많이 발생하고, 이를 해결할 수 있는 방열 기술의 중요성이 커지고 있다. 전기차의 경우 배터리 열을 잘 식히지 못하면 성능 저하는 물론 화재나 폭발로 이어질 수 있어 더욱 정교한 열 관리 시스템이 요구된다. 이 시스템에서 핵심 요소로 작용하는 것이 바로 열 인터페이스 재료(Thermal Interface Material, TIM)이다. </p>
          <p contents-hash="5c049aeba00d92be632afc6ca07d0ddb180d97ee419fb072f88cfd196d87b594" dmcf-pid="pivMcpxpTz" dmcf-ptype="general">기존 열 인터페이스 재료는 열을 전달하는 필러(입자 형태의 재료)를 고분자 재료에 섞는 방식으로 만들어졌다. 하지만, 이 방식은 필러가 불규칙하게 섞여 열이 도중에 끊기고 충분한 성능을 내기 어려웠다. 성능을 높이기 위해 필러 함량을 늘리면 가공이 어려워지고 재료 비용도 커졌다. </p>
          <p contents-hash="45cf07f109e391b0d4e6c30259f975758d211c9d8b99b8bf4a35abd2f040e3bc" dmcf-pid="UnTRkUMUl7" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 해결하고자 단백질 발포법을 이용해 입자들을 규칙적이고 촘촘하게 연결되도록 만들었다. 계란 흰자에 들어 있는 단백질 성분이 고온에서 부풀어 오르는 성질을 이용해 입자들이 연결된 3D 구조를 형성한 것이다. 이 과정을 통해 열 전달 경로가 끊기지 않고 촘촘하게 연결된 복합체를 만들 수 있었으며, 열전도도가 17.19W/mK(와트 퍼 미터 켈빈)에 달하는 고성능 열 인터페이스 재료를 구현하는 데 성공했다. </p>
          <p contents-hash="a44a34258e57156109411f4c552b60ae2ab23e6df9dc60beed75343427eefdae" dmcf-pid="uMI8g141lu" dmcf-ptype="general">본 성과는 가볍고 저렴한 소재인 산화마그네슘(MgO)을 사용했음에도 불구하고, 일반적으로 많이 사용되는 알루미늄 산화물뿐만이 아니라 질화물 기반 방열 소재보다 더 높은 열전도 성능을 보인 게 장점이다. 또한, 에폭시 수지(접착력을 위해 방열 필러와 함께 사용되는 고분자 재료)와의 결합을 통해 실제 응용 가능한 복합체로 제작됐다. </p>
          <p contents-hash="98b8cd52026da8ba826c770cc49d6186dbc6d216700fa2a69e1a110bb6bdee9d" dmcf-pid="7RC6at8tSU" dmcf-ptype="general">이 기술은 전자기기, 반도체 패키지, 전기차 배터리, 5G 통신장비, 고성능 서버 등 고열이 발생하는 장치의 성능과 안정성을 높이는 데 큰 도움을 줄 것으로 기대된다. 특히 국내 방열 인터페이스 재료 시장은 연간 2천억 원 이상으로 추정되지만, 대부분 수입에 의존하는 상황이다. 따라서 본 기술이 상용화될 때 국내 기술 자립에도 크게 기여할 것으로 보인다. </p>
          <p contents-hash="eeb970c1d86ed546f265033e753695a184987245dd116a2dcd6f340438c5d669" dmcf-pid="zehPNF6Flp" dmcf-ptype="general">연구책임자인 차현애 선임연구원은 “단백질 발포 기반 공정을 통해 고열전도도 소재를 친환경적이고 저비용으로 제작할 수 있다.”라며, “이번 연구는 경량 고성능 방열 소재의 실현 가능성을 보여준 좋은 사례.”라고 말했다. </p>
          <p contents-hash="273c02b763eb910e31954fb1572565366af949d9a36aa290c560aaf684ee14ff" dmcf-pid="qdlQj3P3T0" dmcf-ptype="general">본 연구는 한국연구재단의 나노소재기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 또한 연구성과는 세계적인 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science, IF:15.1)’에 5월 28일자로 게재됐으며, vol 12, issue 33 표지논문으로 선정됐다. </p>
          <p contents-hash="3705ecd8565d512a75689d60b36c3917c872dae2f3af2f1020f0ff5adb4225c4" dmcf-pid="BJSxA0Q0C3" dmcf-ptype="general">김나혜 인턴기자 kim.nahye1@joongang.co.kr</p>
         </section> 
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 중앙일보. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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