KIST 금동화 박사, VKIST 초대원장에 선임 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 2017년 4월 10일(월), 베트남 과학기술부(Ministry of Science and Technology)가 금동화 박사를 VKIST 초대원장으로 공식 임명했다고 밝혔다. 금동화 박사는 4월 5일(수) 개최된 한국-베트남 과학기술연구원(VKIST, Vietnam-Korea Institute of Science and Technology) 이사회에서 이사 전원 동의로 VKIST 초대원장으로 지명되었고, 베트남 과학기술부 장관(추 응옥 아인, Chu Ngoc Anh)의 최종 승인을 받아 VKIST 초대 원장으로 공식 임명되었다. 금동화 VKIST 초대 원장의 임기는 2017년 5월 1일부터 2022년 4월 30일까지 5년이다. VKIST는 한국 정부(KOICA 공적원조사업)가 2014년부터 2019년까지 무상원조 391억 원을 지원하는 ‘VKIST 설립지원 사업’을 통해서 추진 중이다. ‘VKIST 설립지원 사업’은 베트남 과학기술 역량강화 및 경제발전을 도모하고자, 베트남 하노이의 호아 락 하이테크 파크(Hoa Lac high-tech park)에 KIST를 모델로 한 연구소를 설립하는 내용으로 추진되고 있다. 한편 VKIST 초대 원장으로 선임된 금동화 박사는 서울대학교 금속공학과를 졸업하고, 미국 스탠포드 대학교에서 재료공학 박사 학위를 취득한 후 1985년부터 KIST에서 연구를 수행해왔다. 30년 이상 연구에 몸담은 그는 금속·재료공학, 합금 및 반도체 분야에 정통하며, KIST 제20대 원장(2006.4~2008.8)을 역임한 바 있다. 금동화 박사는 “KIST의 성공 노하우를 바탕으로 VKIST가 베트남의 산업화를 이끌고, 미래 성장 잠재력 확보를 통해 국가 발전의 원동력이 되도록 최선을 다하겠다”고 선임 소감을 밝혔다. ○ 문의 - KIST V-KIST 사무국 이돈재 실장 (TEL. 02-958-6085, ldj51@kist.re.kr)

전통문화와 과학기술 융합으로 새로운 가치 창출 - 전통르네상스지원단, 4월 18일「전통문화과학기술 지역협력워크숍」개최 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 미래창조과학부(장관 최양희)가 2016년 7월부터 시행하고 있는 전통문화융합연구사업의 일환으로, 전통르네상스지원단(단장 홍경태(KIST))이 주관하는 「전통문화과학기술 지역협력 워크숍 : 전북지역의 전통문화산업 육성을 위한 과학기술의 역할」을 4월 18일(화) 전북대학교 박물관에서 개최했다고 밝혔다. 이번 워크숍은 과학기술과의 융합을 통하여 전통문화산업의 기술 역량을 강화하고, 새로운 성장동력으로 나아갈 수 있는 방안을 모색하기 위해 마련되었다. ※ (주최) 미래창조과학부, 한국연구재단, 전통문화과학기술협의회, (주관) 전통르네상스지원단, 전북대 무형문화연구소, 한국전통문화전당, 전북창조경제혁신센터, (후원) 전라북도, 전주시 전라북도지역의 대표적인 전통문화산업인 한지와 옻칠 분야의 사례와 지원방안을 중심으로 ‘전통문화의 재발견과 새로운 가치창출’을 위한 ‘담론의 장’을 제공하는 동시에 과학기술과의 실질적인 협력을 추진할 수 있는 전통문화산업의 힘찬 ‘도약의 장’이었다. 과학기술 융합을 통한 전통문화 내재 가치의 산업화？고부가가치화를 실현하기 위해 산？학？연 기술협력 네트워크인「전통문화과학기술협의회」를 중심으로, 전통문화·과학기술계 전문가, 전통문화산업체 관계자가 참여하여 한지와 옻칠 분야의 과학기술 융합 성과사례 등을 발표하였다. 전통문화과학기술협의회는 분야별 전문기관, 교육기관, 협회·조합, 연구기관, 과학관 등 16개 관계기관이 참여하고 있고, 전통문화자원에 현대 과학기술을 접목하여 전통문화산업의 기술혁신 생태계 구축 및 경쟁력 강화를 목적으로 구성되었다. 동 협의회는 산업 현장의 애로기술 발굴부터 기술인력 양성, 연구개발과 사업화 지원까지 전주기를 아우르는 협력을 추진 중이며, 운영은 전통문화 장인, 대학·출연연 연구자 등 산·학·연 전문가로 구성된 ‘전통르네상스지원단’에서 맡고 있다. 특히, 이 날 행사에서는 한지와 옻칠 분야의 사례와 지원방안에 대한 발표가 이어져, 한국과학기술연구원(KIST) 한호규 전통문화과학기술연구단장이 국내외 옻칠연구의 동향을 소개하고, 옻칠이 활용된 ‘자동차내장재’(남원옻칠사업단), ‘옻칠한지장판’(명품한지마루), ‘한지를 이용한 사진 인쇄 기술 사례’(지숨), 가벼우면서도 강한 한지의 장점을 살린 ‘한지가죽’(조현진한지연구소), 물에 젖어도 ‘찢어지지 않는 창호지’(고감한지앤페이퍼)와 같은 전문기관과 민간기업의 창의적 시도와 과학기술 융합 제품도 전시될 예정이다. 전통르네상스지원단 홍경태 단장은 “전통문화에 현대기술을 융복합하여 새로운 시장을 만들어 낼 수 있는 산업을 육성하는 방안을 모색하고 실천하겠다.”라며, “이번 전라북도의 한지와 옻칠을 중심으로 시작한 워크숍을 계기로 차후에도 다른 지역으로 이어지는 연속성 있는 워크숍을 개최하여 지역에 기반을 둔 전통문화산업이 육성될 수 있도록 기여하고자 한다.”고 밝혔다.

유도 결합형 플라즈마 기술로 고방열 플라스틱 저비용·고속 제조공정 개발 - KIST 연구진, 팽창율이 큰 흑연의 방열특성이 향상되는 메커니즘 규명 - 고속으로 대량의 고품질 팽창흑연 제조 및 고방열 플라스틱 개발 가능성 기대 한국과학기술연구소(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 다기능구조용복합소재연구센터 김성륜 박사팀과 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수는 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마*를 이용해 결함 발생이나 표면 특성 변화 없이 흑연의 팽창구조를 제어하여 우수한 고방열 복합소재를 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다. *유도 결합형 플라즈마 : 고주파 코일의 축을 따라 혼합물을 흘려 전자적으로 플라즈마 상태를 생성시킨 광원 열전도 특성이 우수하다고 알려진 탄소소재 중 저렴한 가격과 복합소재 방열 특성을 효율적으로 향상시킨다고 알려진 팽창흑연은 최근 경량 고방열 플라스틱 제조를 위해 첨가하는 열전도성 충전재(filler)로써 재 주목받고 있다. 팽창흑연은 일반적으로 연필심의 원료인 흑연을 산처리(acidification) 후 고온 열처리 하여 제조하는데 흑연 시트가 층 간 간격을 두고 적층된 독특한 형태로 나타난다. 이러한 구조는 고분자 복합소재의 열전도도를 효율적으로 향상시킨다. KIST 김성륜 박사팀은 이러한 팽창 흑연을 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마를 이용하여 결함 및 표면 특성 변화를 최소화하면서도 팽창 정도를 제어하고 고속으로 제조할 수 있는 기술 개발에 성공했다. 연구진은 유도 결합형 플라즈마의 처리 온도를 높일수록 팽창 흑연의 팽창율이 증가하였고, 가장 크게 팽창된 흑연을 혼입한 고방열 플라스틱의 열전도도는 사용된 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 58배, 팽창되지 않은 흑연을 혼입한 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 5.7배 향상되는 것을 밝혔다. 본 연구진이 직접 설계 및 제작한 유도 결합형 플라즈마는 결함 발생이나 표면 특성 변화를 최소화 하면서도 시스템의 가스 온도를 제어함으로써 흑연의 팽창구조를 자유롭게 제어할 수 있다. 기존 열처리 공정에 비해 팽창 처리 시간을 상당히 단축하여, 향후 고속화 및 자동화된 연속 공정으로의 개발이 가능할 것으로 보인다. 고방열 소재(TIM) 세계 시장 규모는 2025년 8조 6680억 원으로 예측되며 앞으로 경량 자동차 방열부품 및 전자재료(모바일, IT, LED분야 등) 등으로 확대 적용될 것으로 기대된다. KIST 김성륜 박사는 “최근 고방열 플라스틱의 열전도성 필러로 탄소소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이번 성과를 활용하면 가격이 저렴하고 고품질의 고방열 플라스틱 제조할 수 있을 것”이며 “학술적으로도 최근 이슈가 되고 있는 소재에 일어나는 열전도특성의 이상적인 변화(thermal percolation) 거동의 발견과 원인 규명에 중요한 연구가 될 것”이라고 말했다. **고방열 플라스틱 열전도성 필러 : 플라스틱의 열전도도를 향상시키기 위해서는 열전도도가 우수한 금속 혹은 세라믹을 혼합하는 방법을 사용하는데, 열전도도가 향상된 플라스틱을 고방열 플라스틱 및 이를 위해 혼입된 소재를 열전도성 필러라고 한다. 본 연구결과는 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 중소기업청 융복합기술개발과제로 수행되었으며, 탄소 소재분야의 세계적 권위의 국제학술지인 ‘Carbon’(IF : 6.198) 에 한국시간으로 4월 14일(금)자에 온라인 게재되었다. * (논문명) ‘Volume control of expanded graphite based on inductively coupled plasma and enhanced thermal conductivity of epoxy composite by formation of the filler network’ - (공동제1저자) 김현수 박사과정, 김종혁 석사과정 - (공동교신저자) 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 김성륜 박사 - (공동교신저자) 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수 <그림설명> <그림 1> KIST 김성륜, 이헌수 박사팀은 결함의 발생이나 표면 특성 변화없이 고속으로 흑연의 팽창구조를 제어하기 위해 유도 결합형 플라즈마를 직접 설계 및 제작 하였다. 기존 퍼니스 기반 열처리 공정 대비 고속으로 고품질 팽창 흑연을 제조할 수 있었다. <그림 2> 유도 결합형 플라즈마 처리 공정에서 가스 온도를 제어함으로써 그림과 같이 흑연의 팽창 정도를 제어할 수 있었다. <그림 3> 흑연의 팽창율이 복합소재 열전도도에 미치는 영향을 규명하기 위해 팽창 정도가 각각 제어된 흑연을 플라스틱에 혼입하여 복합소재를 제조하였고, 제조된 복합소재의 내부구조를 파악하기 위해 X-ray 소스 기반 마이크로 CT 장비를 이용한 3차원 비파괴 분석기법을 적용하였고, 그림과 같이 복합소재 제조 후에도 제어된 흑연의 팽창율이 유지됨을 확인할 수 있었고, 팽창율이 클수록 필러의 접촉으로 거대 네트워크를 형성함을 확인할 수 있다. <그림4> 실제로 제조된 복합소재의 방열특성을 평가하였을 때, 혼입된 팽창 흑연의 함량이 동일함에도 불구하고 팽창율이 큰 경우 훨씬 우수한 방열 특성이 나타남을 확인하였다.

유도 결합형 플라즈마 기술로 고방열 플라스틱 저비용·고속 제조공정 개발 - KIST 연구진, 팽창율이 큰 흑연의 방열특성이 향상되는 메커니즘 규명 - 고속으로 대량의 고품질 팽창흑연 제조 및 고방열 플라스틱 개발 가능성 기대 한국과학기술연구소(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 다기능구조용복합소재연구센터 김성륜 박사팀과 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수는 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마*를 이용해 결함 발생이나 표면 특성 변화 없이 흑연의 팽창구조를 제어하여 우수한 고방열 복합소재를 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다. *유도 결합형 플라즈마 : 고주파 코일의 축을 따라 혼합물을 흘려 전자적으로 플라즈마 상태를 생성시킨 광원 열전도 특성이 우수하다고 알려진 탄소소재 중 저렴한 가격과 복합소재 방열 특성을 효율적으로 향상시킨다고 알려진 팽창흑연은 최근 경량 고방열 플라스틱 제조를 위해 첨가하는 열전도성 충전재(filler)로써 재 주목받고 있다. 팽창흑연은 일반적으로 연필심의 원료인 흑연을 산처리(acidification) 후 고온 열처리 하여 제조하는데 흑연 시트가 층 간 간격을 두고 적층된 독특한 형태로 나타난다. 이러한 구조는 고분자 복합소재의 열전도도를 효율적으로 향상시킨다. KIST 김성륜 박사팀은 이러한 팽창 흑연을 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마를 이용하여 결함 및 표면 특성 변화를 최소화하면서도 팽창 정도를 제어하고 고속으로 제조할 수 있는 기술 개발에 성공했다. 연구진은 유도 결합형 플라즈마의 처리 온도를 높일수록 팽창 흑연의 팽창율이 증가하였고, 가장 크게 팽창된 흑연을 혼입한 고방열 플라스틱의 열전도도는 사용된 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 58배, 팽창되지 않은 흑연을 혼입한 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 5.7배 향상되는 것을 밝혔다. 본 연구진이 직접 설계 및 제작한 유도 결합형 플라즈마는 결함 발생이나 표면 특성 변화를 최소화 하면서도 시스템의 가스 온도를 제어함으로써 흑연의 팽창구조를 자유롭게 제어할 수 있다. 기존 열처리 공정에 비해 팽창 처리 시간을 상당히 단축하여, 향후 고속화 및 자동화된 연속 공정으로의 개발이 가능할 것으로 보인다. 고방열 소재(TIM) 세계 시장 규모는 2025년 8조 6680억 원으로 예측되며 앞으로 경량 자동차 방열부품 및 전자재료(모바일, IT, LED분야 등) 등으로 확대 적용될 것으로 기대된다. KIST 김성륜 박사는 “최근 고방열 플라스틱의 열전도성 필러로 탄소소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이번 성과를 활용하면 가격이 저렴하고 고품질의 고방열 플라스틱 제조할 수 있을 것”이며 “학술적으로도 최근 이슈가 되고 있는 소재에 일어나는 열전도특성의 이상적인 변화(thermal percolation) 거동의 발견과 원인 규명에 중요한 연구가 될 것”이라고 말했다. **고방열 플라스틱 열전도성 필러 : 플라스틱의 열전도도를 향상시키기 위해서는 열전도도가 우수한 금속 혹은 세라믹을 혼합하는 방법을 사용하는데, 열전도도가 향상된 플라스틱을 고방열 플라스틱 및 이를 위해 혼입된 소재를 열전도성 필러라고 한다. 본 연구결과는 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 중소기업청 융복합기술개발과제로 수행되었으며, 탄소 소재분야의 세계적 권위의 국제학술지인 ‘Carbon’(IF : 6.198) 에 한국시간으로 4월 14일(금)자에 온라인 게재되었다. * (논문명) ‘Volume control of expanded graphite based on inductively coupled plasma and enhanced thermal conductivity of epoxy composite by formation of the filler network’ - (공동제1저자) 김현수 박사과정, 김종혁 석사과정 - (공동교신저자) 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 김성륜 박사 - (공동교신저자) 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수 <그림설명> <그림 1> KIST 김성륜, 이헌수 박사팀은 결함의 발생이나 표면 특성 변화없이 고속으로 흑연의 팽창구조를 제어하기 위해 유도 결합형 플라즈마를 직접 설계 및 제작 하였다. 기존 퍼니스 기반 열처리 공정 대비 고속으로 고품질 팽창 흑연을 제조할 수 있었다. <그림 2> 유도 결합형 플라즈마 처리 공정에서 가스 온도를 제어함으로써 그림과 같이 흑연의 팽창 정도를 제어할 수 있었다. <그림 3> 흑연의 팽창율이 복합소재 열전도도에 미치는 영향을 규명하기 위해 팽창 정도가 각각 제어된 흑연을 플라스틱에 혼입하여 복합소재를 제조하였고, 제조된 복합소재의 내부구조를 파악하기 위해 X-ray 소스 기반 마이크로 CT 장비를 이용한 3차원 비파괴 분석기법을 적용하였고, 그림과 같이 복합소재 제조 후에도 제어된 흑연의 팽창율이 유지됨을 확인할 수 있었고, 팽창율이 클수록 필러의 접촉으로 거대 네트워크를 형성함을 확인할 수 있다. <그림4> 실제로 제조된 복합소재의 방열특성을 평가하였을 때, 혼입된 팽창 흑연의 함량이 동일함에도 불구하고 팽창율이 큰 경우 훨씬 우수한 방열 특성이 나타남을 확인하였다.

유도 결합형 플라즈마 기술로 고방열 플라스틱 저비용·고속 제조공정 개발 - KIST 연구진, 팽창율이 큰 흑연의 방열특성이 향상되는 메커니즘 규명 - 고속으로 대량의 고품질 팽창흑연 제조 및 고방열 플라스틱 개발 가능성 기대 한국과학기술연구소(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 다기능구조용복합소재연구센터 김성륜 박사팀과 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수는 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마*를 이용해 결함 발생이나 표면 특성 변화 없이 흑연의 팽창구조를 제어하여 우수한 고방열 복합소재를 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다. *유도 결합형 플라즈마 : 고주파 코일의 축을 따라 혼합물을 흘려 전자적으로 플라즈마 상태를 생성시킨 광원 열전도 특성이 우수하다고 알려진 탄소소재 중 저렴한 가격과 복합소재 방열 특성을 효율적으로 향상시킨다고 알려진 팽창흑연은 최근 경량 고방열 플라스틱 제조를 위해 첨가하는 열전도성 충전재(filler)로써 재 주목받고 있다. 팽창흑연은 일반적으로 연필심의 원료인 흑연을 산처리(acidification) 후 고온 열처리 하여 제조하는데 흑연 시트가 층 간 간격을 두고 적층된 독특한 형태로 나타난다. 이러한 구조는 고분자 복합소재의 열전도도를 효율적으로 향상시킨다. KIST 김성륜 박사팀은 이러한 팽창 흑연을 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마를 이용하여 결함 및 표면 특성 변화를 최소화하면서도 팽창 정도를 제어하고 고속으로 제조할 수 있는 기술 개발에 성공했다. 연구진은 유도 결합형 플라즈마의 처리 온도를 높일수록 팽창 흑연의 팽창율이 증가하였고, 가장 크게 팽창된 흑연을 혼입한 고방열 플라스틱의 열전도도는 사용된 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 58배, 팽창되지 않은 흑연을 혼입한 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 5.7배 향상되는 것을 밝혔다. 본 연구진이 직접 설계 및 제작한 유도 결합형 플라즈마는 결함 발생이나 표면 특성 변화를 최소화 하면서도 시스템의 가스 온도를 제어함으로써 흑연의 팽창구조를 자유롭게 제어할 수 있다. 기존 열처리 공정에 비해 팽창 처리 시간을 상당히 단축하여, 향후 고속화 및 자동화된 연속 공정으로의 개발이 가능할 것으로 보인다. 고방열 소재(TIM) 세계 시장 규모는 2025년 8조 6680억 원으로 예측되며 앞으로 경량 자동차 방열부품 및 전자재료(모바일, IT, LED분야 등) 등으로 확대 적용될 것으로 기대된다. KIST 김성륜 박사는 “최근 고방열 플라스틱의 열전도성 필러로 탄소소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이번 성과를 활용하면 가격이 저렴하고 고품질의 고방열 플라스틱 제조할 수 있을 것”이며 “학술적으로도 최근 이슈가 되고 있는 소재에 일어나는 열전도특성의 이상적인 변화(thermal percolation) 거동의 발견과 원인 규명에 중요한 연구가 될 것”이라고 말했다. **고방열 플라스틱 열전도성 필러 : 플라스틱의 열전도도를 향상시키기 위해서는 열전도도가 우수한 금속 혹은 세라믹을 혼합하는 방법을 사용하는데, 열전도도가 향상된 플라스틱을 고방열 플라스틱 및 이를 위해 혼입된 소재를 열전도성 필러라고 한다. 본 연구결과는 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 중소기업청 융복합기술개발과제로 수행되었으며, 탄소 소재분야의 세계적 권위의 국제학술지인 ‘Carbon’(IF : 6.198) 에 한국시간으로 4월 14일(금)자에 온라인 게재되었다. * (논문명) ‘Volume control of expanded graphite based on inductively coupled plasma and enhanced thermal conductivity of epoxy composite by formation of the filler network’ - (공동제1저자) 김현수 박사과정, 김종혁 석사과정 - (공동교신저자) 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 김성륜 박사 - (공동교신저자) 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수 <그림설명> <그림 1> KIST 김성륜, 이헌수 박사팀은 결함의 발생이나 표면 특성 변화없이 고속으로 흑연의 팽창구조를 제어하기 위해 유도 결합형 플라즈마를 직접 설계 및 제작 하였다. 기존 퍼니스 기반 열처리 공정 대비 고속으로 고품질 팽창 흑연을 제조할 수 있었다. <그림 2> 유도 결합형 플라즈마 처리 공정에서 가스 온도를 제어함으로써 그림과 같이 흑연의 팽창 정도를 제어할 수 있었다. <그림 3> 흑연의 팽창율이 복합소재 열전도도에 미치는 영향을 규명하기 위해 팽창 정도가 각각 제어된 흑연을 플라스틱에 혼입하여 복합소재를 제조하였고, 제조된 복합소재의 내부구조를 파악하기 위해 X-ray 소스 기반 마이크로 CT 장비를 이용한 3차원 비파괴 분석기법을 적용하였고, 그림과 같이 복합소재 제조 후에도 제어된 흑연의 팽창율이 유지됨을 확인할 수 있었고, 팽창율이 클수록 필러의 접촉으로 거대 네트워크를 형성함을 확인할 수 있다. <그림4> 실제로 제조된 복합소재의 방열특성을 평가하였을 때, 혼입된 팽창 흑연의 함량이 동일함에도 불구하고 팽창율이 큰 경우 훨씬 우수한 방열 특성이 나타남을 확인하였다.

유도 결합형 플라즈마 기술로 고방열 플라스틱 저비용·고속 제조공정 개발 - KIST 연구진, 팽창율이 큰 흑연의 방열특성이 향상되는 메커니즘 규명 - 고속으로 대량의 고품질 팽창흑연 제조 및 고방열 플라스틱 개발 가능성 기대 한국과학기술연구소(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 다기능구조용복합소재연구센터 김성륜 박사팀과 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수는 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마*를 이용해 결함 발생이나 표면 특성 변화 없이 흑연의 팽창구조를 제어하여 우수한 고방열 복합소재를 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다. *유도 결합형 플라즈마 : 고주파 코일의 축을 따라 혼합물을 흘려 전자적으로 플라즈마 상태를 생성시킨 광원 열전도 특성이 우수하다고 알려진 탄소소재 중 저렴한 가격과 복합소재 방열 특성을 효율적으로 향상시킨다고 알려진 팽창흑연은 최근 경량 고방열 플라스틱 제조를 위해 첨가하는 열전도성 충전재(filler)로써 재 주목받고 있다. 팽창흑연은 일반적으로 연필심의 원료인 흑연을 산처리(acidification) 후 고온 열처리 하여 제조하는데 흑연 시트가 층 간 간격을 두고 적층된 독특한 형태로 나타난다. 이러한 구조는 고분자 복합소재의 열전도도를 효율적으로 향상시킨다. KIST 김성륜 박사팀은 이러한 팽창 흑연을 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마를 이용하여 결함 및 표면 특성 변화를 최소화하면서도 팽창 정도를 제어하고 고속으로 제조할 수 있는 기술 개발에 성공했다. 연구진은 유도 결합형 플라즈마의 처리 온도를 높일수록 팽창 흑연의 팽창율이 증가하였고, 가장 크게 팽창된 흑연을 혼입한 고방열 플라스틱의 열전도도는 사용된 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 58배, 팽창되지 않은 흑연을 혼입한 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 5.7배 향상되는 것을 밝혔다. 본 연구진이 직접 설계 및 제작한 유도 결합형 플라즈마는 결함 발생이나 표면 특성 변화를 최소화 하면서도 시스템의 가스 온도를 제어함으로써 흑연의 팽창구조를 자유롭게 제어할 수 있다. 기존 열처리 공정에 비해 팽창 처리 시간을 상당히 단축하여, 향후 고속화 및 자동화된 연속 공정으로의 개발이 가능할 것으로 보인다. 고방열 소재(TIM) 세계 시장 규모는 2025년 8조 6680억 원으로 예측되며 앞으로 경량 자동차 방열부품 및 전자재료(모바일, IT, LED분야 등) 등으로 확대 적용될 것으로 기대된다. KIST 김성륜 박사는 “최근 고방열 플라스틱의 열전도성 필러로 탄소소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이번 성과를 활용하면 가격이 저렴하고 고품질의 고방열 플라스틱 제조할 수 있을 것”이며 “학술적으로도 최근 이슈가 되고 있는 소재에 일어나는 열전도특성의 이상적인 변화(thermal percolation) 거동의 발견과 원인 규명에 중요한 연구가 될 것”이라고 말했다. **고방열 플라스틱 열전도성 필러 : 플라스틱의 열전도도를 향상시키기 위해서는 열전도도가 우수한 금속 혹은 세라믹을 혼합하는 방법을 사용하는데, 열전도도가 향상된 플라스틱을 고방열 플라스틱 및 이를 위해 혼입된 소재를 열전도성 필러라고 한다. 본 연구결과는 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 중소기업청 융복합기술개발과제로 수행되었으며, 탄소 소재분야의 세계적 권위의 국제학술지인 ‘Carbon’(IF : 6.198) 에 한국시간으로 4월 14일(금)자에 온라인 게재되었다. * (논문명) ‘Volume control of expanded graphite based on inductively coupled plasma and enhanced thermal conductivity of epoxy composite by formation of the filler network’ - (공동제1저자) 김현수 박사과정, 김종혁 석사과정 - (공동교신저자) 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 김성륜 박사 - (공동교신저자) 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수 <그림설명> <그림 1> KIST 김성륜, 이헌수 박사팀은 결함의 발생이나 표면 특성 변화없이 고속으로 흑연의 팽창구조를 제어하기 위해 유도 결합형 플라즈마를 직접 설계 및 제작 하였다. 기존 퍼니스 기반 열처리 공정 대비 고속으로 고품질 팽창 흑연을 제조할 수 있었다. <그림 2> 유도 결합형 플라즈마 처리 공정에서 가스 온도를 제어함으로써 그림과 같이 흑연의 팽창 정도를 제어할 수 있었다. <그림 3> 흑연의 팽창율이 복합소재 열전도도에 미치는 영향을 규명하기 위해 팽창 정도가 각각 제어된 흑연을 플라스틱에 혼입하여 복합소재를 제조하였고, 제조된 복합소재의 내부구조를 파악하기 위해 X-ray 소스 기반 마이크로 CT 장비를 이용한 3차원 비파괴 분석기법을 적용하였고, 그림과 같이 복합소재 제조 후에도 제어된 흑연의 팽창율이 유지됨을 확인할 수 있었고, 팽창율이 클수록 필러의 접촉으로 거대 네트워크를 형성함을 확인할 수 있다. <그림4> 실제로 제조된 복합소재의 방열특성을 평가하였을 때, 혼입된 팽창 흑연의 함량이 동일함에도 불구하고 팽창율이 큰 경우 훨씬 우수한 방열 특성이 나타남을 확인하였다.

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유도 결합형 플라즈마 기술로 고방열 플라스틱 저비용·고속 제조공정 개발 - KIST 연구진, 팽창율이 큰 흑연의 방열특성이 향상되는 메커니즘 규명 - 고속으로 대량의 고품질 팽창흑연 제조 및 고방열 플라스틱 개발 가능성 기대 한국과학기술연구소(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 다기능구조용복합소재연구센터 김성륜 박사팀과 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수는 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마*를 이용해 결함 발생이나 표면 특성 변화 없이 흑연의 팽창구조를 제어하여 우수한 고방열 복합소재를 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다. *유도 결합형 플라즈마 : 고주파 코일의 축을 따라 혼합물을 흘려 전자적으로 플라즈마 상태를 생성시킨 광원 열전도 특성이 우수하다고 알려진 탄소소재 중 저렴한 가격과 복합소재 방열 특성을 효율적으로 향상시킨다고 알려진 팽창흑연은 최근 경량 고방열 플라스틱 제조를 위해 첨가하는 열전도성 충전재(filler)로써 재 주목받고 있다. 팽창흑연은 일반적으로 연필심의 원료인 흑연을 산처리(acidification) 후 고온 열처리 하여 제조하는데 흑연 시트가 층 간 간격을 두고 적층된 독특한 형태로 나타난다. 이러한 구조는 고분자 복합소재의 열전도도를 효율적으로 향상시킨다. KIST 김성륜 박사팀은 이러한 팽창 흑연을 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마를 이용하여 결함 및 표면 특성 변화를 최소화하면서도 팽창 정도를 제어하고 고속으로 제조할 수 있는 기술 개발에 성공했다. 연구진은 유도 결합형 플라즈마의 처리 온도를 높일수록 팽창 흑연의 팽창율이 증가하였고, 가장 크게 팽창된 흑연을 혼입한 고방열 플라스틱의 열전도도는 사용된 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 58배, 팽창되지 않은 흑연을 혼입한 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 5.7배 향상되는 것을 밝혔다. 본 연구진이 직접 설계 및 제작한 유도 결합형 플라즈마는 결함 발생이나 표면 특성 변화를 최소화 하면서도 시스템의 가스 온도를 제어함으로써 흑연의 팽창구조를 자유롭게 제어할 수 있다. 기존 열처리 공정에 비해 팽창 처리 시간을 상당히 단축하여, 향후 고속화 및 자동화된 연속 공정으로의 개발이 가능할 것으로 보인다. 고방열 소재(TIM) 세계 시장 규모는 2025년 8조 6680억 원으로 예측되며 앞으로 경량 자동차 방열부품 및 전자재료(모바일, IT, LED분야 등) 등으로 확대 적용될 것으로 기대된다. KIST 김성륜 박사는 “최근 고방열 플라스틱의 열전도성 필러로 탄소소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이번 성과를 활용하면 가격이 저렴하고 고품질의 고방열 플라스틱 제조할 수 있을 것”이며 “학술적으로도 최근 이슈가 되고 있는 소재에 일어나는 열전도특성의 이상적인 변화(thermal percolation) 거동의 발견과 원인 규명에 중요한 연구가 될 것”이라고 말했다. **고방열 플라스틱 열전도성 필러 : 플라스틱의 열전도도를 향상시키기 위해서는 열전도도가 우수한 금속 혹은 세라믹을 혼합하는 방법을 사용하는데, 열전도도가 향상된 플라스틱을 고방열 플라스틱 및 이를 위해 혼입된 소재를 열전도성 필러라고 한다. 본 연구결과는 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 중소기업청 융복합기술개발과제로 수행되었으며, 탄소 소재분야의 세계적 권위의 국제학술지인 ‘Carbon’(IF : 6.198) 에 한국시간으로 4월 14일(금)자에 온라인 게재되었다. * (논문명) ‘Volume control of expanded graphite based on inductively coupled plasma and enhanced thermal conductivity of epoxy composite by formation of the filler network’ - (공동제1저자) 김현수 박사과정, 김종혁 석사과정 - (공동교신저자) 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 김성륜 박사 - (공동교신저자) 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수 <그림설명> <그림 1> KIST 김성륜, 이헌수 박사팀은 결함의 발생이나 표면 특성 변화없이 고속으로 흑연의 팽창구조를 제어하기 위해 유도 결합형 플라즈마를 직접 설계 및 제작 하였다. 기존 퍼니스 기반 열처리 공정 대비 고속으로 고품질 팽창 흑연을 제조할 수 있었다. <그림 2> 유도 결합형 플라즈마 처리 공정에서 가스 온도를 제어함으로써 그림과 같이 흑연의 팽창 정도를 제어할 수 있었다. <그림 3> 흑연의 팽창율이 복합소재 열전도도에 미치는 영향을 규명하기 위해 팽창 정도가 각각 제어된 흑연을 플라스틱에 혼입하여 복합소재를 제조하였고, 제조된 복합소재의 내부구조를 파악하기 위해 X-ray 소스 기반 마이크로 CT 장비를 이용한 3차원 비파괴 분석기법을 적용하였고, 그림과 같이 복합소재 제조 후에도 제어된 흑연의 팽창율이 유지됨을 확인할 수 있었고, 팽창율이 클수록 필러의 접촉으로 거대 네트워크를 형성함을 확인할 수 있다. <그림4> 실제로 제조된 복합소재의 방열특성을 평가하였을 때, 혼입된 팽창 흑연의 함량이 동일함에도 불구하고 팽창율이 큰 경우 훨씬 우수한 방열 특성이 나타남을 확인하였다.

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유도 결합형 플라즈마 기술로 고방열 플라스틱 저비용·고속 제조공정 개발 - KIST 연구진, 팽창율이 큰 흑연의 방열특성이 향상되는 메커니즘 규명 - 고속으로 대량의 고품질 팽창흑연 제조 및 고방열 플라스틱 개발 가능성 기대 한국과학기술연구소(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 다기능구조용복합소재연구센터 김성륜 박사팀과 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수는 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마*를 이용해 결함 발생이나 표면 특성 변화 없이 흑연의 팽창구조를 제어하여 우수한 고방열 복합소재를 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다. *유도 결합형 플라즈마 : 고주파 코일의 축을 따라 혼합물을 흘려 전자적으로 플라즈마 상태를 생성시킨 광원 열전도 특성이 우수하다고 알려진 탄소소재 중 저렴한 가격과 복합소재 방열 특성을 효율적으로 향상시킨다고 알려진 팽창흑연은 최근 경량 고방열 플라스틱 제조를 위해 첨가하는 열전도성 충전재(filler)로써 재 주목받고 있다. 팽창흑연은 일반적으로 연필심의 원료인 흑연을 산처리(acidification) 후 고온 열처리 하여 제조하는데 흑연 시트가 층 간 간격을 두고 적층된 독특한 형태로 나타난다. 이러한 구조는 고분자 복합소재의 열전도도를 효율적으로 향상시킨다. KIST 김성륜 박사팀은 이러한 팽창 흑연을 자체 개발한 유도 결합형 플라즈마를 이용하여 결함 및 표면 특성 변화를 최소화하면서도 팽창 정도를 제어하고 고속으로 제조할 수 있는 기술 개발에 성공했다. 연구진은 유도 결합형 플라즈마의 처리 온도를 높일수록 팽창 흑연의 팽창율이 증가하였고, 가장 크게 팽창된 흑연을 혼입한 고방열 플라스틱의 열전도도는 사용된 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 58배, 팽창되지 않은 흑연을 혼입한 플라스틱의 열전도도에 비해 최대 약 5.7배 향상되는 것을 밝혔다. 본 연구진이 직접 설계 및 제작한 유도 결합형 플라즈마는 결함 발생이나 표면 특성 변화를 최소화 하면서도 시스템의 가스 온도를 제어함으로써 흑연의 팽창구조를 자유롭게 제어할 수 있다. 기존 열처리 공정에 비해 팽창 처리 시간을 상당히 단축하여, 향후 고속화 및 자동화된 연속 공정으로의 개발이 가능할 것으로 보인다. 고방열 소재(TIM) 세계 시장 규모는 2025년 8조 6680억 원으로 예측되며 앞으로 경량 자동차 방열부품 및 전자재료(모바일, IT, LED분야 등) 등으로 확대 적용될 것으로 기대된다. KIST 김성륜 박사는 “최근 고방열 플라스틱의 열전도성 필러로 탄소소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이번 성과를 활용하면 가격이 저렴하고 고품질의 고방열 플라스틱 제조할 수 있을 것”이며 “학술적으로도 최근 이슈가 되고 있는 소재에 일어나는 열전도특성의 이상적인 변화(thermal percolation) 거동의 발견과 원인 규명에 중요한 연구가 될 것”이라고 말했다. **고방열 플라스틱 열전도성 필러 : 플라스틱의 열전도도를 향상시키기 위해서는 열전도도가 우수한 금속 혹은 세라믹을 혼합하는 방법을 사용하는데, 열전도도가 향상된 플라스틱을 고방열 플라스틱 및 이를 위해 혼입된 소재를 열전도성 필러라고 한다. 본 연구결과는 미래창조과학부 지원으로 KIST 기관고유사업과 중소기업청 융복합기술개발과제로 수행되었으며, 탄소 소재분야의 세계적 권위의 국제학술지인 ‘Carbon’(IF : 6.198) 에 한국시간으로 4월 14일(금)자에 온라인 게재되었다. * (논문명) ‘Volume control of expanded graphite based on inductively coupled plasma and enhanced thermal conductivity of epoxy composite by formation of the filler network’ - (공동제1저자) 김현수 박사과정, 김종혁 석사과정 - (공동교신저자) 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 김성륜 박사 - (공동교신저자) 전북대학교 유기소재파이버공학과 길명섭 교수 <그림설명> <그림 1> KIST 김성륜, 이헌수 박사팀은 결함의 발생이나 표면 특성 변화없이 고속으로 흑연의 팽창구조를 제어하기 위해 유도 결합형 플라즈마를 직접 설계 및 제작 하였다. 기존 퍼니스 기반 열처리 공정 대비 고속으로 고품질 팽창 흑연을 제조할 수 있었다. <그림 2> 유도 결합형 플라즈마 처리 공정에서 가스 온도를 제어함으로써 그림과 같이 흑연의 팽창 정도를 제어할 수 있었다. <그림 3> 흑연의 팽창율이 복합소재 열전도도에 미치는 영향을 규명하기 위해 팽창 정도가 각각 제어된 흑연을 플라스틱에 혼입하여 복합소재를 제조하였고, 제조된 복합소재의 내부구조를 파악하기 위해 X-ray 소스 기반 마이크로 CT 장비를 이용한 3차원 비파괴 분석기법을 적용하였고, 그림과 같이 복합소재 제조 후에도 제어된 흑연의 팽창율이 유지됨을 확인할 수 있었고, 팽창율이 클수록 필러의 접촉으로 거대 네트워크를 형성함을 확인할 수 있다. <그림4> 실제로 제조된 복합소재의 방열특성을 평가하였을 때, 혼입된 팽창 흑연의 함량이 동일함에도 불구하고 팽창율이 큰 경우 훨씬 우수한 방열 특성이 나타남을 확인하였다.