사업화 유망 히든테크
(19) 윤석구 고려대 교수 `나노텍스처 코팅 이용 방열기술'
전자기기의 소형화가 빠르게 진행되면서 기기 발열문제를 해결하는 게 업계 관심사로 등장했다.

특히 광전자, 마이크로기기, 첨단로봇, 무인항공기 등의 소형화로 전자기기의 냉각ㆍ방열 기술이 과제로 떠오르고 있다.

윤석구 교려대 교수(기계공학부)는 호주에 서식하는 악마가시 도마뱀의 피부 모양에서 아이디어를 얻어 방열 표면적을 크게 높인 방열필름을 고안했다.

악마가시 도마뱀의 피부는 삐죽삐죽한 가시가 나 있어서 평평한 표면에 비해 표면적이 넓기 때문에 방열 효율이 높다.

윤 교수는 방열필름에서 이 효과를 내기 위해 극미세섬유로 된 기능성 소재를 디자인했다.

방열필름은 2단계로 나눠 만드는데, 먼저 전기방사 기술을 이용, 초음속 유동 방식으로 세계에서 가장 가는 수준의 탄소 나노섬유를 만든다.

이렇게 만든 섬유는 표면적이 극대화되고 강도도 우수하다.

2단계에서는 전기도금을 이용, 구리 및 은나노 물질을 가시 형태로 섬유에 부착시킨다.

도금된 탄소 나노섬유는 최종적으로 악마가시와 같이 삐죽삐죽한 표면 모양을 하게 된다.

이렇게 만들어진 방열필름은 자연스러운 공기냉각만으로도 기존 제품에 비해 효율이 우수하다.

윤 교수는 "근래에 ㎠당 1㎾ 이상의 냉각발열량이 가능한 기술이 요구되는데, 3차원 구조의 나노텍스처링 기술을 통해 이를 이뤄냈다"고 말했다.

이 기술은 일반 대기 환경에서 코팅이 이뤄지고 제조방법이 간단할 뿐만 아니라 유연한 기판에도 코팅할 수 있어 제조비용이 낮고 활용처가 넓다.

최근 부각되고 있는 플렉시블 디스플레이나 전자기기에도 코팅을 통해 열을 낮출 수 있다.

윤 교수는 "굵기를 기존 섬유에 비해 4분의 1에서 5분의 1 수준으로 가늘게 해 표면적과 방열효율을 4∼5배 높였다"며 "미세한 나노섬유가 빽빽하고 거칠거칠하게 나 있다 보니 여러 분야에서 많이 쓰이는 스프레이 냉각에서 액체 방울이 뜨거운 기판에 잘 붙지 않는 문제를 해결해 효율을 높여주는 장점도 있다"고 말했다.

이 기술은 LED 조명이나 TV, 전기자동차나 하이브리드자동차용 부품, 컴퓨터용 중앙처리장치(CPU) 등에 폭넓게 쓰일 수 있다.

윤 교수는 미래창조과학부 연구성과 사업화 지원사업의 지원을 받아 벤처기업인 티앤비나노일렉과 손잡고 기술사업화를 시도할 계획이다.

안경애기자 naturean@

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