중앙대, 전자기파 차폐기능 도입 ‘전기차용 경량 고방열 복합소재’ 개발

김주헌 화학공학과-지능형에너지산업융합과 교수 연구팀

국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널' 게재

중앙대학교(총장 박상규) 는 김주헌 화학공학과 겸 지능형에너지산업융합과 교수와 김지훈 석사과정생 연구팀이 에폭시에 중공형 산화 티타늄(TiO2)과 산화 마그네슘(MgO)의 이종접합구조(Heterostructure)를 지닌 '전자기파 차폐기능이 도입된 경량 고방열 복합소재'를 개발했다고 31일 밝혔다.

연구팀이 중공형 산화 티타늄 구조 내부에 산화 마그네슘을 도입해 만든 산화티타늄-산화마그네슘 이종접합구조를 범용 에폭시에 혼합 제조하는 방식으로 신소재를 제작했다. 그 결과 높은 축방향 열전도도와 전자파 차폐 성능을 확보한 복합소재가 탄생하게 됐다.

연구팀이 개발한 신소재는 높은 축방향 열전도도, 전자파 차폐 성능, 경량화라는 세 마리 토끼를 모두 잡았다. 에폭시를 적용한 기존 복합소재들의 문제점으로 지적됐던 낮은 열전도도와 전자파 차폐 성능 문제를 해결한 것은 물론 상업화할 수 있는 수준의 높은 열적·전기적 특성과 경량화 특성도 모두 확보했다.

이번에 개발한 신소재는 전자·자동차 산업계의 관심이 특히 클 것으로 전망된다. 전기차용 방열복합소재 분야에서는 경량화와 열관리에 대한 수요가 높기 때문이다. 반도체 기판, 배터리, 디스플레이 등 다양한 전자기기에도 널리 사용될 것으로 보인다.

이번 연구는 한국연구재단의 나노·소재기술개발사업의 지원을 받아 수행된 것이다. 상세 연구 내용은 '우수한 열적, EMI 차폐, 절연특성을 가진 산화마그네슘이 포함된 중공형 산화 티타늄 마이크로 입자와 에폭시 복합체(Porous TiO2 microspheres containing MgO nanoparticles/epoxy composite with superior thermal conductivity, EMI shielding, and electrical insulation)' 논문을 통해 확인 가능하다. 해당 논문은 피인용도(IF, Impact Factor) 13.4를 기록한 화학공학 분야의 저명한 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 게재됐다.