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나노복합체 소재의 생성방법 및 절연소재

전문가 제언: ○ 이 발명은 ZnO 나노입자들이 교차결합된 폴리머 소재에 분산된 나노복합체 소재와 관련된다. 나노복합체 소재는 10nm 또는 더 작은 평균입도를 갖는 ZnO 나노입자들을 생성하기 위해서 유기전구체를 열경화성 폴리머수지에 분산시키고 유기전구체를 제자리 열분해, 가수분해 및 산화의 영향에서 생성된다. 이 나노복합체 소재는 전기절연성과 열전도도의 면에서 우수하다.

○ 이 발명은 전기적으로 절연거동을 유지하면서 수지시스템의 열전도도를 어떻게 개선하는가의 도전에 대한 응답이다. 고전적인 접근방법은 열적으로 전도성소재로 수지시스템을 채우는 것이다. ZnO는 수지의 열전도도보다 약 300배 이상 더 큰 60W/m/K의 전도도를 가진 보통 사용되는 충전제이다. 이 접근방법은 어느 정도 잘 작동되지만, 첨가할 수 있는 충전제의 양, 쉽게 이용할 수 있는 소재들의 열전도도 및 계면 열 저항의 세 가지 인자들에 의해 제한된다.

○ 이 발명목적은 새로운 형태의 계층적 구조에 대한 합성방법을 알아내는 것이다. 이 구조는 그들 대부분 흥미롭고 자체로서 잠재적으로 유용한 다양한 새로운 특징들을 겸비한다. 더욱이 전체적인 계층적 구조는 복합체 공학기술에서 새로운 개발을 나타내며 그것에 의해 많은 다른 길이 척도들은 이 경우 단일 단계로 복잡한 구조를 제조하게 하는 화학적 방법을 사용하여 동시에 조절된다.

○ 나노복합체의 제조에서 각성분이 단일 용기에 연속적으로 첨가될 수 있는 독특한 “일 펏(one-pot)” 해법을 사용하여 계층적 복합체의 제작은 쉽게 이루어진다. 이 새로운 제작 해법으로 ZnO 나노입자들이 교차결합된 폴리머 소재에 분산된 결정성 나노복합체 소재의 제작은 한국에서는 연구개발이나 발명시도된 바 없다.

○ ZnO 나노복합소재를 생성하는 방법은 다른 열가소성수지가 사용될 때도 확대될 수 있다. 이 나노복합체소재는 열전도도에 관련된 고성능기능, HV 모터에 필요한 고전기절연성과 고 열전도도의 최적소재 등으로 산업적 고부가가치가 기대되며 이 분야의 연구개발과 발명이 시급하다.

저자: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA; THE IMPETISL COLLEGE OF SCIENCE, TECHNOLOGY AND MEDICINE
자료유형: 특허정보