국내 연구진이 열을 전달하는 기능이 뛰어난 방열 소재를 보다 쉽게 만드는 방법을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 전북분원의 김성륜 박사팀과 길명섭 전북대 유기소재파이버공학과 교수팀이 공동으로 방열 소재인 '팽창 흑연'을 제조하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

팽창 흑연은 연필심 재료인 흑연의 층과 층 사이를 벌려놓은 것으로, 가격은 흑연처럼 저렴하면서도 열전도도가 매우 우수하다. 이에 주로 방열 플라스틱을 만들 때 열전도도를 높이기 위해 넣어준다.

보통 이 팽창 흑연은 흑연에 산성 물질을 넣고 높은 온도의 열을 가하는 방식으로 제작하는데, 연구진은 이번에 이온화된 기체인 플라즈마를 쏘여 만들었다. 플라즈마의 온도를 높이면 흑연의 팽창 정도는 더 증가했다.

팽창 흑연 제작 시 플라즈마를 처리할 때 가스 온도를 제어하면, 흑연의 팽창 정도를 제어할 수 있다.

이어 연구진은 이 팽창 흑연을 넣어 실제 방열 플라스틱을 만들었다. 이 플라스틱의 열전도도는 일반 플라스틱의 약 58배에 달했으며, 흑연을 넣은 플라스틱보다 5.7배가량 높았다.

연구진은 플라즈마를 쓰면 기존 열처리 공정보다 빨리 팽창 흑연을 생산할 수 있어, 고속화·자동화 공정으로 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김성륜 KIST 박사는 "고방열 소재의 세계 시장규모는 2025년 8조6천억원으로 예측되는데, 이 중에서도 자동차나 IT기기 등에 들어가는 고방열 플라스틱에 대한 관심이 높다"며 "이번 성과를 활용하면 가격이 저렴하면서도 품질이 좋은 고방열 플라스틱을 제조할 수 있을 것"이라고 말했다. 그는 또 "이번 연구결과는 팽창 흑연이 들어간 소재에서 일어나는 열전도 특성 등을 규명하는데도 학술적으로도 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구는 KIST 기관고유사업, 중소기업청 융복합기술개발과제로 수행했으며 결과는 14일 국제학술지 '카본'(Carbon)에 실렸다.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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