초록 ▼

□ 연구개요
최근 소형화되어 가고 있는 전자기기들은 밀폐된 공간에서 점점 더 많은 전력을 소비하게 되면서 많은 열이 발생되어, 작동 온도를 상승시키며 이는 전자기기의 성능저하, 고장의 주요 원인이다. 이에 따라 고열방출성 소재에 대한 많은 연구가 진행중이다. 금속이나 세라믹 필러를 포함하는 소재는 열전도도가 높지만 전기가 통하고, 가공성이 좋지 않아 사용에 많은 제약이 따른다. 따라서 3D 나노구조를 적용한 1.0 W/mK 이상의 열전도도를 갖는 고방열성 고분자 복합재료 개발을 목표로 하여 하이브리드 나노필러 시스템 개발 및

□ 연구개요
최근 소형화되어 가고 있는 전자기기들은 밀폐된 공간에서 점점 더 많은 전력을 소비하게 되면서 많은 열이 발생되어, 작동 온도를 상승시키며 이는 전자기기의 성능저하, 고장의 주요 원인이다. 이에 따라 고열방출성 소재에 대한 많은 연구가 진행중이다. 금속이나 세라믹 필러를 포함하는 소재는 열전도도가 높지만 전기가 통하고, 가공성이 좋지 않아 사용에 많은 제약이 따른다. 따라서 3D 나노구조를 적용한 1.0 W/mK 이상의 열전도도를 갖는 고방열성 고분자 복합재료 개발을 목표로 하여 하이브리드 나노필러 시스템 개발 및 적용하여 3D 나노필러 네트워크 제어 실험을 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
Functionalization and Improved Dispersion of Graphene Oxide-based PSA
(J. Adhes. 95, 887-910 (2018). (IF: 2.9))
- Functionalization of graphene oxide 구현
- Improvement the dispersion of graphene oxide in the adhesive matrix
- Formation of chemical bonding between filler and matrix

3D Structures of 2D nanofillers for Thermal Conductivity yet Electrical Insulation of Polymer Composites (Comp. Part A 149, 106585 (2021). (IF: 7.6))
- 그래핀계 고분자 복합재료는 열전도율이 높지만 불행히도 전기전도율이 높아 전자기기에서의 사용이 제한됨.
- 볼 밀링법으로 그래핀 플루오라이드 나노시트를 제작.
- 열 전도성이지만 전기적으로 절연된 그래핀 플루오라이드 (GF) 기반의 에폭시 복합재료를 제작.
- GF는 폴리우레탄 폼(PUF) 세포벽에 반복적인 조립 증착 과정을 통해 코팅되었으며, 이후 PUF@GF 폼을 압축하여 에폭시 수지로 침윤시킴.
- PUF@GF/Epoxy 복합체는 순수 에폭시보다 51배 높은 8.04 vol%의 GF 부하에서 9.68 W/mK의 열전도율을 보임.
- PUF@GF/에폭시 복합재료가 전기적 절연성(10^-9 S/m)을 가짐.

3D Structures of Nanofillers for Thermoconductive Polymer Composites with Excellent Electromagnetic Interference Shielding Properties (Comp. Part A 149, 106574 (2021). (IF: 7.6))
- GHz 주파수 범위에서 동작하는 무선통신장치는 전자파(EM)를 발생시켜 장치 간에 전자파 방사 및 간섭을 일으킴.
- 열방출을 촉진하고 디바이스를 보호하기 위해서는 높은 열전도성을 가진 전자간섭 (EMI) 차폐재가 필요함.
- 기존의 열전도성 EMI 차폐 재료인 금속박막은 흡수 차폐 효과가 낮음.
- PMMA 비드 코어 표면에 MXene와 rGO의 하이브리드 쉘의 core-shell 구조. 이는 MXene/rGO 기반 PMMA 복합 재료의 3D 구조인 정전기 조립 폼의 낮은 생산 가격과 쉬운 전략으로 실현됨.
- Shell 구조에서 MXene와 RGO의 부피율을 조정하여 각각 0.98~3.96 W/mK, 28~61 dB 범위의 MXrGO@PMMA 복합재료의 열전도율과 EMI SE를 얻음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
많은 공간을 차지하지 않으면서 효율적인 고방열, 고분자복합재료의 원천기술을 확보한다면 국내 디스플레이 업체의 제품경쟁력 향상에 기여할 것으로 기대됨. 또한 산업적 수요가 큰 절연 감압접착 고방열 복합재료의 상업화가 가능하며, 절연 방열소재 개발의 기술 선도에 기여할 수 있고 절연 감압점착 고방열 기술의 학문적 정립을 기대할 수 있어 중요함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 (2019년도 수정계획서 기준) ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 17
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 35