초록 ▼

□ 연구개요
MEMS용 마이크로 전극에서는 수은을 작동유체로 사용하여 왔으나 환경규제 유해물질로 분류되어 2020년부터는 사용이 불가하다. 본 연구에서는 마이크로 전극용으로서 수은을 대체하기 위하여 그래핀 나노유체를 적용하였다. 그래핀 입자가 갖는 우수한 전기전도도,전자이동성 및 열전도율을 활용하기 위하여 고농도의 그래핀 나노유체 제조를 하였다. 그래핀의 2차원 형태 구조상 한계를 극복하기 위하여 강력한 원심력을 이용하는 유성볼밀장치를 사용하는 기계적인 분쇄 공정과 화학적 방법인 HNO₃와 H₂

□ 연구개요
MEMS용 마이크로 전극에서는 수은을 작동유체로 사용하여 왔으나 환경규제 유해물질로 분류되어 2020년부터는 사용이 불가하다. 본 연구에서는 마이크로 전극용으로서 수은을 대체하기 위하여 그래핀 나노유체를 적용하였다. 그래핀 입자가 갖는 우수한 전기전도도,전자이동성 및 열전도율을 활용하기 위하여 고농도의 그래핀 나노유체 제조를 하였다. 그래핀의 2차원 형태 구조상 한계를 극복하기 위하여 강력한 원심력을 이용하는 유성볼밀장치를 사용하는 기계적인 분쇄 공정과 화학적 방법인 HNO₃와 H₂SO₄를 이용한 세척방법을 병용하므로서 높은 부유성 및 분산성을 갖는 나노유체를 제조방법을 확립하였다. 새롭게 개발된 다양한 농도의 그래핀 나노유체가 마이크로 채널에서 표면장력, 모세관 높이등에 미치는 영향을 연구하고 최종적으로는 마이크로 전극용으로서의 수은 대체가능성을 연구하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1)마이크로 전극용 나노유체 개발 연구
∙ 그래핀을 기본 입자로 사용한 나노유체를 제조함.
∙ 그래핀 나노입자 농도 변화에 대한 나노유체 제작 완성.
∙ 부유성 향상을 위한 그래핀 입자의 기계적 가공 효과에 대한 실험 자료 확보.
∙ 분산성 향상을 위한 그래핀 입자의 화학적 가공 효과에 대한 실험 자료 확보
∙ 나노유체의 시간적 변화에 대한 침전성 특성
(2)그래핀 나노유체의 마이크로 채널내에서의 유동 특성 연구
∙ 마이크로 채널 치수에 따른 모세관 높이 변화 특성에 대한 실험 완료.
∙ 그래핀 나노유체 농도변화가 모세관 높이에 미치는 특성 도출.
∙ 마이크로 전극의 경사 각도에 대한 응답성능 실험자료 확보.
∙ 그래핀 나노유체의 분산 조정을 위한 계면활성제 효과에 대한 자료확보.
(3)MEMS용 마이크로 전극의 응답 성능 연구
∙ 마이크로 채널 및 전극 실험을 위한 장치 구성 완료.
∙ 마이크로 채널로 유입하는 나노유체 유량 변화 특성 실험 완료.
∙ 마이크로 전극의 시간적 응답 성능 도출.
∙ 마이크로 채널 폭, 길이 및 경사각도 변화에 대한 전극 특성 실험 완료.

□ 연구개발결과의 중요성
○기술적 및 경제 산업적 측면
∙그래핀 나노유체 및 관련 열전달 성능 향상 기술 확보
∙마이크로 채널 유동기술울 이용한 연료전지 분야의 획기적 발전
∙차세대용 친환경 열교환기의 기술 개발 기여
○인력양성적 분야
∙관련 고급 인력이 부족하며 핵심 고급 인력양성 기대
∙MEMS분야의 고급 기술 인력 양성 가능
∙정부추진 녹색성장 산업과 부합하는 인재 양성 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 12