[이데일리 김응열 기자] 성균관대 연구진이 폴더블폰처럼 접거나 휘어지는 전자기기의 발열 문제를 줄일 수 있는 새로운 소재를 개발했다.

성균관대는 기계공학부의 백승현·최준명 교수 연구팀이 소재를 늘릴수록 전기전도도와 열전도도가 향상되는 새로운 나노복합소재를 개발하고 이를 폴더블폰 방열 기술에 성공적으로 적용했다고 1일 밝혔다.

스마트폰이나 전자기기는 작동할 때 많은 열이 발생한다. 열을 제때 식히지 못하면 기기가 멈추거나 수명이 단축된다. 특히 접거나 늘어나는 차세대 유연 전자기기는 구부러질 때 열이 밖으로 잘 빠져나가지 못하는 문제가 있다.

이를 극복하기 위해 연구팀은 잘 늘어나는 실리콘 고무 안에 3.4나노미터(nm)에 불과한 은 입자들을 4.1nm 간격으로 고르게 분산시켰다. 이에 전자가 장애물을 통과해 이동하는 ‘양자 터널링’ 현상이 발생했다. 이로써 소재를 잡아당겨 길게 늘려도 열이 장애물에 부딪히지 않고 전달되는 ‘탄도성 수송’과 유사한 현상이 나타나 열전도도가 증가했다.

연구팀은 입자 사이의 간격이나 고무의 화학적 특성을 정밀하게 조절하면 상황에 따라 열전달을 조절하는 ‘열 스위칭 소재’로도 확장될 수 있음을 규명했다. 최준명 교수는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 소재가 늘어날 때 내부 고분자 사슬이 일정한 방향으로 정렬되며 열을 더 효과적으로 전달하는 미시적 원리도 입증했다.

백승현 교수는 “이번 연구를 통해 나노 단위에서 입자 사이의 에너지 장벽을 정밀하게 제어해 늘릴수록 열전도도가 증가하는 독특한 물리 현상을 발견했다”며 “이를 폴더블폰 등 유연한 전자제품의 발열 제어에 적용할 수 있다는 점도 입증했다”고 말했다.