나노유체의 열 물리 특성과 강제 대류 열전달 특성의 실험조사를 통하여 제안된 메커니즘

전문가 제언

○ 콜로이드 나노입자들이 분산되어 있는 상태인 나노유체는 다양한 분야에서 활용될 수 있는 뛰어난 잠재적인 특성을 가지고 있다. 특별히 열전달 부분에서는 기존의 냉각수에 비해서 높은 열전달 특성을 가지고 있어 향후 미래형 자동차 및 전자 산업 분야에 사용될 소재로 많은 주목을 받고 있다.

○ 그러나 이러한 노력은 나노입자의 낮은 열전도도로 인해서 이렇다 할만한 성과를 내지 못했다. 이는 0차원의 나노입자의 높은 열 경계(thermal boundary) 저항 때문이다. 이런 문제는 단일 벽 탄소나노튜브를 이용하여 해결할 수 있다. 단일 벽 탄소나노튜브는 높은 열전도도를 가지고 있으며, 서로 그물망처럼 얽혀 있는 구조는 그 자체가 열전달 경로가 될 수 있어 나노 유체의 열전도도 향상을 위한 해결책이 될 수 있다.

○ 국내의 한 교수는 나노유체를 이용한 ‘이성분 나노유체(Binary nanofluid)’를 개발하는 데 성공해 흡수식 냉동기의 소형화와 에너지절감 효과를 기대할 수 있을 것으로 기대된다. 이성분 나노유체는 흡수식 냉동기에 냉매로 쓰이는 H2O/LiBr(리튬브로마이드 수용액)에 열전도도가 높은 금속입자인 평균 직경 20nm의 산화알루미늄 나노입자를 50kHz 이상의 초음파 분쇄기로 분산시켜 만들어진다.

○ 국내 연구진이 매우 작은 액체방울을 이용, 금속 나노입자를 균일하게 합성하는 기술을 개발했다. 미세 액체방울 안에 유전자가 재조합된 대장균과 금속이온을 동일한 농도로 조절, 균일한 크기의 나노입자 합성 기술이다. 나노미터 크기의 금속입자는 주로 유기용매와 고온 등을 이용해 화학적 방법으로 합성해왔다. 이런 방식은 환경오염 가능성과 높은 에너지를 소모한다는 문제점이 있었다. 연구팀은 유체의 생물화학적 반응을 유도하는 칩을 이용해 균일한 부피의 액체방울을 제작했다. 그리고 액체방울 안에서 금속이온 농도, 대장균 세포 수, 온도 등을 조절해 균일한 나노입자 합성을 유도했다. 그 결과 액체방울 안에서 합성된 나노입자가 기존의 대량 반응에서 합성된 나노입자에 비해 균일성이 3배 이상 높아졌음을 확인했다.

저자

M. Chandrasekara

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

16

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

3917~3938

분석자

윤*진

분석물

• 나노유체의 열 물리 특성과 강제 대류 열전달 특성의 실험조사를 통하여 제안된 메커니즘.pdf [269,748 byte]

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