부산대, 전자기기 혁신 선도...고성능 방열 소재 구현

20 W/m·K 이상 고열전도 구현
상용 소재 대비 누액 문제 해결
국제 학술지 스몰 표지 논문 선정

부산대학교 응용화학공학부 김채빈 교수 연구팀이 개발한 차세대 방열 복합소재의 구조와 성능을 시각화한 이미지.(사진=부산대 제공)

부산대학교가 고성능 전자기기의 발열 문제를 해결할 혁신적인 차세대 방열 복합소재를 구현했다.

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@