한양대학교 유기나노공학과 김성훈 교수가 참여한 공동연구팀이 고함량의 그래핀을 이용해 복합재료의 열전도를 증가시킬 수 있다는 사실을 규명했다.

가장 우수한 열전도도를 나타내는 신소재 그래핀은 차세대 방열 복합재료의 충진재로 주목을 받았지만, 제조된 복합재료의 열전도도가 예상보다 낮다는 문제가 발생했다.

김 교수가 참여한 공동연구팀은 복합재료 내 열전도도를 저하시키는 요인인 계면 열 저항(interfacial thermal resistance, ITR)을 낮추는 데 초점을 맞추고 연구에 매진했다. 이후 연구팀은 여러 실험을 통해 고함량의 그래핀을 복합화함으로써 열 저항을 감소시켜 복합재료의 열전도를 높일 수 있음을 규명해냈다.

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

한편, 이번 연구 성과는 SCI급 국제 저널 『Composites Communications』(IF : 6.617)에 게재됐다. 논문명은 ‘Enhanced thermal conductivity of graphene nanoplatelet filled polymer composite based on thermal percolation behavior’이다.