전북대 학부생이 복합재료 열 전도 높일 방안 찾았다

남해은 학생, 연구 성과 SCI 국제 학술지 논문 게재

▲유기소재섬유공학과 남해은 학생  ⓒ전북대

신소재 그래핀의 평판 크기를 확장시켜 복합재료의 열 저항을 감소시킬 수 있다는 사실을 전북대학교 학부생이 연구로 규명해 내 화제가 되고 있다.

가장 우수한 열전도도를 나타내는 신소재인 ‘그래핀’은 차세대 방열 복합재료의 충진재로 주목을 받고 있다.

화제의 주인공은 전북대학교 유기소재섬유공학과 남해은 학생(4년·지도교수 김성륜). 

남해은 학생은 이러한 연구 성과가 담긴 ‘그래핀 나노플레이트렛의 평판 사이즈 제어에 따른 복합 재료의 퍼콜레이션 거동과 그에 따른 열전도도 향상에 대한 연구 (Thermal percolation behavior in thermal conductivity of polymer nanocomposite with lateral size of graphene nanoplatelet)’ 논문을 최근 SCI급 국제 저널인 'polymers'(IF : 4.329) 게재했다. 

이 연구에는 장지운 박사과정생(한양대학교 유기나노공학과·지도교수 김성훈)이 공동 저자로 참여했다.

연구에 뜻을 두고 2학년 때부터 전북대 복합재료연구실에서 학부 연구생으로 참여해온 남해은 학생은 복합재료 내 열전도도를 저하시키는 요인인 계면 열 저항(interfacial thermal resistance, ITR)을 낮추는 데 초점을 맞추고 연구에 매진해왔다.

복합재료의 열 저항 감소를 위해 신소재인 ‘그래핀’에 주목했고 여러 실험을 통해 그래핀의 평판 크기를 확장시킴으로서 열 저항을 감소시켜 복합재료의 열 전도를 높일 수 있음을 규명해 냈다.

조사된 복합재료의 열전도도는 퍼콜레이션 이전과 이후에 대해 각각 난스 모델(Nan’s model)과 퍼콜레이션 모델(Percolation model)을 적용해 해석됐다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.