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중국 베이징(北京, 북경) 대학교 공대 바이쑤린(白樹林, 백수림), 궈하이창(郭海長, 곽해장) 교수 연구팀은 그래핀 충전 열가소성 폴리우레탄(TPU) 복합 소재가 3D 프린팅 과정에 비대칭 배열 구조를 형성시키는 원리를 확인함.

우수한 열전도율은 주로 이방성 구조 디자인에 기인하는데 동 구조는 그래핀의 최적 방향 확정도와 정밀하게 통제하는 인쇄 매개 변수를 통해 실현되는 다중 척도의 치밀한 구조 덕분인 것으로 나타났음. 연구팀은 유한원법(有限元法, FEM)을 이용하여 이방성 열전도율 디자인이 높은 열전도 복합 소재에 대한 본질적인 영향을 입증함.

이번 연구는 3D 프린팅용 그래핀 베이스 폴리머 복합 소재 연구개발을 위해 효과적인 방법을 제공하였으며, 동 그래핀 베이스 폴리머 복합 소재는 전지 열 관리, 전자 패키지 등 열 관련 분야로 응용을 확장할 수 있는 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’("Highly Thermally Conductive 3D Printed Graphene Filled Polymer Composites for Scalable Thermal Management Applications")지에 게재됨.