최근 전자기기들의 고성능화로 인해 전력반도체의 출력밀도가 향상됨에 따라 발열의 문제가 대두되고 있으며, 발생되는 열에 지속적으로 노출될 경우 기기의 오작동 및 고장, 수명저하의 원인이 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전자기기들의 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열(Heat Dissipation)에 대한 연구가 활발하게 진행중이다.
이에 한국세라믹기술원(원장 정연길) 도환수 박사는 소재 내부의 산소 결함 제어를 이용해 열에너지 전달의 효율을 크게 높일 수 있는 기술을 개발했다.
기존 방열소재의 열물성은 이론적으로는 매우 우수한 성능을 보이는 것으로 보고되고 있으나 소재 고유의 내부 결함으로 인해 열전달 특성의 효율을 높이는데 한계가 있었으며, 제작공정에서 발생하는 산소 결함이 효율적인 열전달을 방해했다.
이러한 단점을 극복하기 위해 연구팀은 방열 소재의 원소재 자체에 필수적으로 포함된 산소 결함을 우선적으로 제어해 결정 내부에서 결정 외부 표면으로 선택적으로 이동시키는 공정을 개발하는데 성공했다.
산소 결함은 결정 내부에서 열전달 움직임을 방해하는 인자로 작용함에 따라 결정 외부 표면으로 이동시켜 버려지는 열에너지가 없도록 했으며, 모든 방향으로 열에너지 전달이 효율적으로 이루어지도록 설계했다.
실제 설계된 소재의 열물성을 분석한 결과, 소재의 기계적 특성에는 영향을 미치지 않은 상태로 산소 결함이 선택적으로 결정 외부로 이동한 것을 확인했으며 열전달 효율도 10~15% 향상됐음을 입증했다.
도환수 박사는 "방열소재의 결함제어를 선택적으로 해 포논 산란을 제어함으로써 열에너지 전달 효율을 극대화할 수 있는 소재를 설계하고 개발했다는데 의의가 있다"며 "향후 웨어러블 전기·전자기기뿐만 아니라 우주·항공 및 바이오 분야 등의 방열 문제를 해결할 수 있는 실마리를 찾은 것이다"고 밝혔다.
포논 산란이란 소재를 구성하는 규칙적으로 배열된 원자들의 진동에 의해 열에너지가 전달되는 것을 포논이라고 하며, 산란은 포논의 전달 현상이 왜곡돼 이동 경로가 바뀌는 현상을 의미한다.
한편 이번 연구 성과는 재료 및 공학분야 국제 학술지 어드밴스드 엔지니어링 머티리얼즈(Advanced Engineering Materials)에 10월호 표지논문으로 게재됐다.
진주=강연만 기자 kk77@kukinews.com
◆김학도 이사장, "기술혁신형 재도전 기업 혁신성장 도울 것"
중소벤처기업진흥공단(이사장 김학도, 이하 중진공)이 11일 오후 경기 안양시에 소재한 ㈜누리바이오(대표 남영현)에서 기술 혁신 분야 재기 중소기업인들과 현장 간담회를 개최했다.
이날 김학도 이사장은 "과거의 실패를 극복하고 기술력을 바탕으로 재도전에 성공해 성장가도를 달리고 있는 기업인들의 열정과 도전정신을 응원한다"며 "중진공은 기술혁신형 재도전 기업이 위기를 극복하고 재도전에 성공해 혁신성장을 이어나갈 수 있도록 이를 뒷받침할 수 있는 제도적 기반 마련에 최선을 다하겠다"고 약속했다.
중진공은 재기 중소기업인의 정책수요를 파악하고 이를 통한 제도개선을 추진하기 위해 이번 간담회를 추진했다. 이날 남영현 ㈜누리바이오 대표, 정진욱 ㈜동부아이씨티 대표, 이정욱 ㈜하이쓰리디 대표 등 디지털, 바이오 분야 기술혁신형 재기 중소기업인 7명이 함께했다.
간담회에 참석한 기업인들은 ▲우수 기술력을 보유한 기업에 대한 다양한 정책지원 확대 ▲자금, 마케팅, 인력 등 정책 연계지원 강화 ▲신속한 재기지원 시스템 도입 필요성 등 현장의 목소리를 전했다.
김 이사장은 "중진공은 올해 성실 실패기업인의 재도전을 돕기 위해 재창업자금 1000억원을 지원 중"이라며 "특히 우수한 기술력을 보유한 재기기업인에게는 기술혁신형 재창업자금 650억원을 지원하고, 내년부터는 지원 금액을 더욱 확대 운용할 계획"이라고 말했다.
이어 유관기관과 협업해 재창업자금 지원기업을 대상으로 ▲신용도 개선(연체기록 삭제 및 공공정보 공유제한) ▲판로개척(이행보증보험, 무역보험가입) 등도 지원하고 있으며, 내년부터는 성실경영평가 제도 개편을 통해 멘토링, 교육 등도 연계 지원할 예정이라고 답했다.
간담회 이후 김학도 이사장은 ㈜누리바이오 현장을 방문해 유전자 배양실과 개발실 등을 시찰하고 그간의 성과를 격려했다. 지난 2014년 설립된 ㈜누리바이오는 유전자 정밀진단 관련 연구개발 업체로 암 조기 진단 키트를 개발하고 생산한다.
특히 극소량의 miRNA로도 암 진단이 가능한 독자적인 기술을 보유하고 있어 성장 가능성이 높은 회사로 주목받고 있다. 중진공은 ㈜누리바이오의 기술사업성 평가를 통해 재창업자금과 이익공유형자금을 지원한 바 있다.
