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탄소섬유/열분해탄소 복합소재에 탄소 나노튜브를 보강하여 만든 전자기파 차폐용 도료

전문가 제언: ○ 모든 전자기기와 비행기, 자동차에 이르기까지 전자기파의 영향을 최소화하여 간섭을 배제하여야 하는 것은 아주 중요한 사안이다. 이러한 목적을 위하여 여러 가지 종류의 도료와 코팅물질이 개발되었거나 개발되고 있으며 이에 대한 선진 각국의 경쟁이 치열한 실정이다. 과거에는 전자기파 차폐의 도료 재료로 금속 박막이나 분말 등이 많이 사용되었으나 최근에는 경량이고 저렴한 탄소 재료가 많이 연구되고 있다.

○ 최근에 열분해탄소에 탄소섬유를 보강한 C/C 복합재료가 우수한 전기적 성질과 기계적 내구성을 가지고 있는 것으로 확인되어 집중적으로 연구되고 있다. 그러나 단순 C/C 복합소재는 시료 제작 시 많은 내부 공간이 발생하여 전기적 특성이 균일하지 못하다는 결점을 지니고 있다. 이러한 문제점은 탄소나노튜브를 소재에 첨가해줄 때 빈 공간들을 메우고 연결해 줄 수 있어 해결될 수 있으나 비교적 고가인 점이 단점으로 지적되고 있다.

○ 본 논문에서는 C/C 복합재료를 Ni 촉매를 첨가한 페놀수지 용액에서 열분해 처리함으로써 C/C 소재에 탄소나노튜브가 자체적으로 성장하도록 공정을 개발하였다. 그 결과로 생성된 CNT-C/C 소재는 우수한 전기적 성질과 전자기파 차폐 성능을 가지고 있음이 확인되었다. 그러나 이 도료는 아직도 제조 공정이 비교적 복잡하다는 문제점과 탄소섬유 자체가 비교적 고가라는 문제점을 지니고 있다.

○ 국내의 경우 2013년 효성이 전주기계탄소연구원과 협력하여 탄소섬유 생산과 연구를 시작한 실정으로 탄소섬유에 대한 연구는 아직 미진한 실정이다. 그러나 최근 탄소섬유를 대체할 수 있는 폴리아미드 섬유 등 새로운 소재의 특성을 이용한 차폐효과 연구가 고려대학교(J. Material Science vol. 49, 1701-1708, 2014) 및 현대자동차 등 여러 기관에서 활발히 수행되고 있어 앞으로 다양한 연구와 산학협력이 이루어 질 경우 저렴하면서 경량인 전자기파 차폐 도료의 개발이 가능하리라고 기대한다.

저자: Xingmin Liu, Xiaowei Yin, Luo Kong, Quan Li, Ye Liu, Wenyan Duan, Litong Zhang, Laifei Cheng
자료유형: 니즈학술정보