성균관대 백승현 교수 연구팀

[헤럴드경제=정목희·김빛나 기자] 성균관대가 산화된 구리입자를 이용해, 화학적 방법으로 비산화 고전도성 구리 나노복합재료를 합성하는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

성균관대에 따르면 기계공학부 백승현 교수 연구팀은 기존 구리 기반 나노복합재료의 문제점으로 지적돼왔던 구리의 산화로 인한 성능 저하 문제를 해결함과 동시에 높은 전기전도도와 열전도도를 가진 나노복합재료를 합성하는 데 성공했다.

은과 금은 산화 방지가 가능해 높은 전기전도도와 열전도도로 나노복합재료에 많이 사용된다. 하지만 구리는 공기 중에서 산화가 쉽게 되는 특성으로 구리 기반 나노복합재료의 성능이 저하된다는 점이 한계로 지적돼 왔다.

연구팀은 산화된 구리, 포름산, 에폭시 등을 혼합함으로써 구리의 근본적인 산화문제를 해결했다. 구리의 표면 산화층은 포름산을 사용해 식각(화학약품의 부식작용을 이용한 표면 가공 법)돼 제거되며 구리 포메이트를 형성한다.

구리 포메이트는 소결(가루를 녹아 밀착시키는 현상)을 통해 비산화 구리와 구리 나노위성입자로 열적 환원돼 고전도성 구리 나노복합재료를 형성한다. 합성된 나노복합재료는 별도 처리 과정 없이 높은 열전도도를 달성했으며, 장기간 안정성을 확보했다.

저렴한 산화 구리를 이용해 간단하게 현장에서 비산화된 구리 나노복합재료를 합성하는 기술은 전기 및 열관리 응용 분야에 활용될 것으로 기대된다.

해당 연구결과는 과학기술분야 국제학술지인 어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 지난달 8일 게재됐다.