유기-무기 하이브리드 에어로겔과 크세로겔

전문가 제언

○ 에어로겔은 기공률이 90% 이상이고, 비표면적이 수백내지 1500m2/g이며 저밀도(0.004∼0.500g/cm3)인 신소재이다. 이러한 다공성 에어로겔은 단열재, 완충재, 촉매, 유전체, 전극소재 등의 분야에 응용이 가능하다. 특히 실리카 에어로겔은 높은 투광성과 낮은 열전도도 특성을 갖기 때문에 투광성 단열재로 잠재력이 높다. 건축용 단열패널, 단열창, 냉장고, 자동차 항공기 등에 사용될 수 있는 초단열 재료이다.

 

○ 일반적으로 유기 실리케이트의 졸-겔법으로 실리카 에어로겔이 합성되고 임계조건에서 건조한다. 그러나 건조과정에서 표면장력으로 압축변형을 받아 비가역 수축이나 미세구조의 파괴가 일어나기 쉽다. 따라서 무기 에어로겔은 낮은 기계적 특성을 나타내게 된다. 유연성이 낮은 실리카 에어로겔은 압축이나 굽힘 등의 변형에 대한 강도가 지극히 낮고, 생산성이나 핸들링 향상이 과제가 되고 있다. 또한 장기간 사용 시에 에어로겔 입자의 균열에 의한 입자크기 및 충전율 변화로 단열 특성이 크게 떨어지게 된다.

 

○ 에어로겔의 기계적 특성과 이 재료가 사용된 단열재의 내구성을 향상시키기 위해서는 장기간 자연환경에 노출된 경우에도 내후성, 내구성, 내균열성이 우수한 에어로겔이 필요하다. 이 문헌에서는 유기-무기 하이브리드에 의한 고강도 에어로겔 개발과 상압 건조법을 이용한 크세로겔의 제조와 다른 유기 폴리실록산계 전개에 대해 설명하고 있다.

 

○ 국내에서도 에어로겔에 대한 연구는 2000년 이후부터 많이 수행되었다. 특히, 한국 에너지기술연구원, KIST와 인하대학교, 연세대학교 등에서 100건 이상의 관련 과제가 수행되었다. 또한 특허도 증가 추세를 보이고 있다. 특허는 고가의 유기실란 대신 값싼 무기실란을 사용해 실리카 에어로겔을 저가로 제조하고자 하는 기술이 다수를 차지하고 있다. 향후 에어로겔은 복합화 또는 나노기술 적용으로 고단열화와 저비용으로 제품을 생산하기 위한 연구·개발에 중점을 두어야 할 것이다.

 

저자

Kazuyoshi Kanamori

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

31(117)

잡지명

ニュ－ガラス

과학기술
표준분류

재료

페이지

19~23

분석자

김*환

분석물

• 유기-무기 하이브리드 에어로겔과 크세로겔.pdf [493,476 byte]

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