“물방울 많이 만들고, 빨리 떨어지게”…열전달 성능 5.5배 높아졌다 작성일 08-23 41 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST, 표면 ‘결함’ 활용해 나노 고분자 코팅막 개발<br>고분자막 얇게 만들어 물방울 3배 더 생성...열처리로 쉽게 떨어지게</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="33wPPfOcyR"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e3ce074af03a26b1efdbfbb9b79b995a362c88492295e496001873cbec4e3c74" dmcf-pid="00rQQ4IkWM" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="나노 고분자 코팅이 적용된 고효율 응축 구리관 개념도. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/dt/20260823161109720isdr.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="tNFrrkUZWd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/dt/20260823161109720isdr.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 나노 고분자 코팅이 적용된 고효율 응축 구리관 개념도. KAIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="258e7a0bf18fa8bd243056732618c65fa8b2dbfc0c586acc93fa620bc7bd6728" dmcf-pid="ppmxx8CElx" dmcf-ptype="general"><br> 물체 표면에 나노 크기의 알갱이가 물방울을 더 잘 맺히고, 쉽게 떨어지게 해 열전달 성능을 최대 5.5배 높이는 코팅 기술이 개발됐다.</p> <p contents-hash="7e6b9ee5a58b2b7f2aa1ba6c4599f4f31333dd47f02a49b0217af53f0eb77bb8" dmcf-pid="UUsMM6hDhQ" dmcf-ptype="general">앞으로 발전소와 담수화 설비의 에너지 효율을 높이고, 전자기기의 냉각 성능을 향상시키는 데 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="688f5af4fc6d3afdccfd0e9147bdeff6b445ee7e8c830a3fd2e59d55ad618139" dmcf-pid="uuORRPlwyP" dmcf-ptype="general">KAIST는 남영석 기계공학과 교수와 임성갑 생명화학공학과 교수 연구팀이 공동으로 물체 표면에서 수증기가 물로 변할 때 물방울을 더 많이 생기고, 생긴 물방울을 더 빨리 떨어지게 하는 ‘얇은 고분자 코팅막 기술‘을 개발했다고 23일 밝혔다.</p> <p contents-hash="506cb55e4062bdb38bfd1c3c6c066d574d40388336d82f3ea5d577ebef546786" dmcf-pid="77IeeQSrW6" dmcf-ptype="general">차가운 음료수 컵 표면에 물방울이 생기는 응축 현상은 산업 현장에서 발전소 증기를 다시 물로 바꾸거나, 해수를 담수화하고, 전자기기에서 생긴 열을 식히는 데 폭넓게 활용된다.</p> <p contents-hash="abf3f03e091fa74a83226dec2ec985e0145fd7a07f7bffb9bebd79f56cf2208d" dmcf-pid="zzCddxvmS8" dmcf-ptype="general">일반적인 금속 표면의 경우 응축 과정에서 작은 물방울들이 서로 합쳐져 얇은 물막을 만든다. 이 물막은 열이 빠져 나가는 것을 막아 열전달 효율을 떨어뜨린다.</p> <p contents-hash="b652ac72b0c87debc99e86e848e2e0ad5c69d21a08917eed69be0bce3e3479a2" dmcf-pid="qqhJJMTsv4" dmcf-ptype="general">반대로 물이 작은 물방울로 맺혔다가 계속 떨어져 나가면 새로운 표면이 반복해서 나타나는데, 이 때 물방울 형태로 응축되는 현상을 ‘적상응축’이라고 한다. 이 경우에는 열을 보다 효과적으로 전달할 수 있다.</p> <p contents-hash="0a08e6dac7c405c7060936efbf46ccf90c4c17cf5d7170f75cc17f68347b8d64" dmcf-pid="BBliiRyOSf" dmcf-ptype="general">기존 기술은 물방울이 처음 만들어질 자리를 늘리기 위해 표면을 울퉁불퉁하게 만들면 물방울이 그 구조에 걸려 잘 떨어지지 않았다.</p> <p contents-hash="b8b87d65a32ece5ee6543f2db067fd7afaa168a6e8aa1414c14431c201f3c55c" dmcf-pid="bx1DDA0HhV" dmcf-ptype="general">반대로 표면을 매끄럽게 만들면 물방울은 잘 떨어지지만 새 물방울이 만들어질 자리가 줄어드는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="c6ade2611eb1fb3933f810f0fa666690bc28a57f0d1ebf875cb86160d4e4d4f5" dmcf-pid="KMtwwcpXT2" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 고분자막에서 결함으로 여겨졌던 나노미터 크기의 작은 알갱이를 활용해 기존 문제를 해결했다.</p> <p contents-hash="45a5b7519142fd70fa8aa223c763f6f35456ba20688e5d0ca26502f478e0f38d" dmcf-pid="9RFrrkUZC9" dmcf-ptype="general">개시제를 이용한 화학 기상 증착법(iCVD)으로 기체 상태의 원료를 표면에 입혀 아주 얇은 고분자막을 만들자 표면에 나노크기의 작은 알갱이가 촘촘하게 생겼다. 이 미세 알갱이들이 물방울이 처음 맺히는 ‘씨앗 자리’ 역할을 하면서 얇은 고분자막에서 두꺼운 막보다 물방울이 3배 많이 생겼다.</p> <p contents-hash="fcd80e8c5447deafeb5e3e36ba836776d6cca9cb72b2dcbc218847414e994333" dmcf-pid="2e3mmEu5yK" dmcf-ptype="general">여기에 코팅에 열처리를 더해 물방울이 표면에 달라붙는 힘이 줄면서 물방울이 크게 자라기 전에 쉽게 떨어져 나갔다.</p> <p contents-hash="798226d4c3413400b48f6a1175c9c6be0a54a6fa59fe4031ff9c2c3ba43e659a" dmcf-pid="Vd0ssD71vb" dmcf-ptype="general">표면에 고분자막을 얇게 만들고 열처리를 통해 물방울을 많이 만들고 빨리 없애는 것을 동시에 해결한 것이다.</p> <p contents-hash="74f43f08be51077e53efd351556119fef4b8f1858e51b4a0090964c1184d2f3f" dmcf-pid="fJpOOwztCB" dmcf-ptype="general">물방울이 생기고 떨어지는 과정이 빠르게 반복될수록 수증기를 물로 바꾸면서 열도 효과적으로 전달할 수 있다.</p> <p contents-hash="6a42589a3567afe66a7978144e4546c6ece4543a972a57ed97783da4a8d0feaa" dmcf-pid="4iUIIrqFvq" dmcf-ptype="general">실제 응축기에 많이 쓰이는 구리관에 개발된 고분자막을 입혀 성능을 확인한 결과, 물막이 생기는 일반 구리 표면보다 열전달 성능이 최대 약 5.5배 높은 수준으로 나타났다.</p> <p contents-hash="c5cca38a398bef192932085e103afd364aaed10bf75b9aa73df1ebb310c4f52f" dmcf-pid="8nuCCmB3lz" dmcf-ptype="general">물을 잘 튕겨내는 기존 발수 코팅 표면과 비교해도 50% 이상 높은 성능을 보였다.</p> <p contents-hash="a4ebbd3de5ddeea332e67462e64c718a9f2ae9e67cee364c3ae9d24913b5da5f" dmcf-pid="6L7hhsb0v7" dmcf-ptype="general">남영석 교수는 “물방울 생성과 제거를 각각 조절해 열전달 효율을 높이는 새로운 방법을 제시했다”며 “복잡한 모양의 표면에도 매우 얇고 균일하게 코팅할 수 있어 산업용 열교환기를 비롯한 다양한 에너지·환경 분야에 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="52916893a8583b5483af25e68ebcee816bf631b206315a309727b1f1acf38341" dmcf-pid="PozllOKpvu" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난달 16일 온라인에 실렸다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e1a4826742526062e539db4ecbb94700f4630a6be6f2149da5fc2b2d4a158bda" dmcf-pid="QgqSSI9UTU" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="나노 고분자 코팅막 기술 관련 개념도를 AI로 생성힌 일러스트. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/dt/20260823161111273hstk.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="FuJuu3oMTe" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/dt/20260823161111273hstk.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 나노 고분자 코팅막 기술 관련 개념도를 AI로 생성힌 일러스트. KAIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="3b421fdf46d3942930b40d75f5c72ab3a35a1c874fc74cc0487af6cc5ebfaef2" dmcf-pid="xaBvvC2uyp" dmcf-ptype="general"><br> 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 앤스로픽·오픈AI는 칩 만들고, 엔비디아는 모델 개발… AI ‘풀스택 경쟁’ 08-23 다음 [이내찬교수의 광고로 보는 통신역사]〈65〉AI 투자 붐, 금융과 연결고리도 점검해야 08-23 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
