나노기술 및 정책 정보

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중국 후난(湖南) 대학교 재료과학 및 공정대학 왕졘펑(王建鋒) 교수 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 고급 운모(mica) 기반 절연 "나노 종이"를 개발함. 동 "나노 종이"는 "불을 감쌀 수 있고, 고온에 견딜 수 있으며, 전기 충격에도 견딜 수 있는 강점"을 보유하고 있기 때문에 고압 절연 분야에서 폭넓게 응용될 수 있어, 중국 내 고급 절연 소재 분야에서 외국 제품 수입을 대체하는 데 중대한 역할을 하게 될 것으로 전망됨.

절연 소재는 생산과 생활 과정에서 폭넓게 응용되고 있는데 선풍기, TV 뿐만 아니라 항공기, 고속철 등 분야에서는 모두 전기 절연 부품을 대량 사용하고 있음. 전기, 전자 제품 사용량이 대폭 증가됨에 따라 절연 소재 수요량은 점점 더 증가하고 있는 경향을 보임.

현재 모터, 변압기 등 전력 설비는 대 출력, 작은 체적 방향으로 발전하고 있으며, 이런 상황 에서 운모(mica), 아라미드(aramid) 종이와 같은 일상적인 전기 절연 부품의 높은 전압 충격 관통에 견디는 능력, 내열성 등 성능에 대해 점점 더 엄격한 요구를 하고 있는 상황임.

왕졘펑(王建鋒) 교수 연구팀은 아라미드 마이크론 섬유(aramid micron fiber)와 운모(mica)를 원자재로 사용하여 머리카락 굵기의 아라미드 마이크론 섬유와 운모에 대한 박리(剝離) 처리를 실행하여 나노 섬유와 나노 시트로 분산시키고, 졸(Sol)-겔(gel)-필름(film) 기술 복합을 통해 대 면적의 운모 기반 "나노 종이"를 제조하였음. 동 "나노 종이"는 초대(超大) 변위와 초고(超高) 인성(toughness)을 보유하고 있는 동시에 초강(超强) 전압에도 충격 관통이 되지 않고 고온에 견디는 특성을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

이번에 제조된 대 면적의 운모 베이스 "나노 종이"가 가지고 있는 파괴변위용량(fracture strain capacity)은 기존 문헌에서 보도된 "모조 조개 박막 재료(shell-like film material)"의 4-240배에 달하고, 인성은 기존 문헌에서 보도된 모든 "모조 조개 박막 재료"의 6-220배에 달함. 전기 충격 관통 정도는 mm당 164kV 수준에 달하고, 열분해 온도는 565℃에 달하여, 외국의 각종 운모 기반 절연 소재의 성능을 큰 폭으로 넘어서는 것으로 나타났음.

운모 기반 "나노 종이" 소재 산업화 추진을 위해 왕졘펑(王建鋒) 교수 연구팀은 독자적으로 관련 제조 장치를 디자인하고 개발하여 운모 기반 "나노 벨트(nano belt)" 연속 제조를 실현하였는데 동 제조 장치는 주로 주사 시스템, 몰드, 싱크대 및 컨베이어 벨트로 구성됨. 동 제조 장치는 졸(Sol)-겔(gel)-필름(film) 전환기술로 하여금 공업 생산에 폭넓게 응용될 수 있도록 하였음.