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탄소함유 복합재료 및 전기화학적 응용

전문가 제언: ○ 최근 복합재료가 고강도, 내열성 등 구조특성의 고도화와 함께 각종 차폐기능, 센싱기능, 전자파 감응기능 등을 동시에 갖도록 하는 재료의 복합기능화가 주목되고 있다. 고분자소재 분야에 있어서 복합필름, 복합막 등 무기물 및 금속과의 하이브리드 재료화에 의해 단순 복합화 고분자 소재에서 볼 수 없는 성능과 기능이 예상된다.

○ 현재 나노재료의 합성이 가능해져 나노복합재료에 대한 연구가 활발하다. 특히 탄소나노튜브는 매우 높은 기계적인 강도, 높은 연신율, 낮은 밀도, 뛰어난 열적 및 전기적 특성 및 맞춤형 재료설계가 가능하다는 장점을 가지고 있기 때문에 탄소나노튜브를 이용한 복합재료는 다기능 특성을 가지면서 매우 가볍고 강한 복합재 구조물이 가능하여 항공우주분야나 군사분야에 응용하기 위한 연구가 매우 활발하다.

○ 이 발명은 적어도 2개의 탄소상 필러와 열가소성 폴리머를 함유하는 탄소-폴리머 복합재료에 관한 것이다. 탄소계 필러로는 흑연이 있으며 이 가운데 흑연분말(구상 또는 플레이크상)이 바람직하다.

○ 탄소계 필러는 복합재료의 전기전도성을 증진할 수 있는 탄소재료로부터 선택되며 특히 카본블랙, 탄소섬유, 탄소나노섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 등으로부터 선택된다.

○ 탄소-폴리머 복합재료는 미국, 일본, 유럽 등에서 연구가 활발하며 최근에는 탄소나노튜브 및 그래핀을 이용한 폴리머 나노콤포지트에 대한 연구가 활발하다. 국내에서는 한국기계연구원 등이 연구한 실적이 있으나 연구개발은 미미한 상황이다. 특허출원을 보면 일본에서 출원한 것이 있을 뿐이며 앞으로 여러 가지 새로운 용도에 많이 사용될 폴리머-무기물 복합재료에 대한 국내연구소와 기업의 연구가 절실하다고 본다.

저자: Teknologian Tutkimuskeskus VTT
자료유형: 니즈특허정보