나노기술 및 정책 정보

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탄소소재는 나노복합소재에서 임의의 네트워크를 형성하는 경향이 있기 때문에 탄소소재로 하여금 동시에 고도의 이방성 열전도성과 전도성을 보유할 수 있도록 하는 나노복합소재를 개발하는 것은 여전히 어려움.

중국과학원 화학연구소 마융메이(馬永梅, 마영매) 연구원 연구팀은 평탄한 형태의 그래핀을 기능 충전재로 사용하고, 층층으로 벗겨내는 방법(LBL scraping method)을 사용하여 그래핀@나프탈렌 설포네이트(NS)/폴리아세트산비닐(GN/PVA)의 유연한 나노복합소재를 개발하였음.

NS는 그래핀(π-π 상호 작용)과 PVA(수소 결합) 결합 브리지를 연결하는 역할을 하며, 취득한 박막 중 그래핀은 고도로 질서 정연한 층층 구조와 평평한 모양을 가지며, 이 구조는 면(面) 내에 우수한 전도 및 열전도 네트워크를 구축할 뿐만 아니라 면(面) 외 방향의 전도 및 열전도 경로를 효과적으로 차단함으로써 복합소재로 하여금 열전도와 전기전도의 높은 이방성을 활용하여 고성능화를 실현할 수 있음. 동시에 복합소재는 높은 유연성과 인장강도(40 MPa 수준에서 110 MPa 수준으로 향상됨)를 보임.

연구팀이 개발한 기술전략은 높은 유연성과 우수한 이방성 열전도도와 전도도를 가진 나노복합소재의 제조에 효과적임.

연구팀이 개발한 나노복합소재는 열 관리, 에너지, 전자 센서, 전자기 차폐와 금속 부식 방지에 거대한 응용 잠재력을 가짐.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ ("Flexible Graphene Nanocomposites with Simultaneous Highly Anisotropic Thermal and Electrical Conductivities Prepared by Engineered Graphene with Flat Morphology") 지에 게재됨.