KAIST, 나노 고분자 코팅 개발…열전달 효율 5.5배 개선 작성일 08-23 44 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">물방울의 생성·제거 각각 조절해 <br>열전달 효율 높이는 새로운 방법 제시<br>발전소·담수화 설비·전자기기 냉각 등<br>산업현장에 적용해 비용 절감 기대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="73knOD71yi"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8d949d97d8f0b57a4069424617755a0399bdfee2df3e9744f8314375c76d7386" dmcf-pid="z5NewA0HhJ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="나노 고분자 코팅이 적용된 고효율 응축 구리관 개념도. 이미지 제공=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/seouleconomy/20260823235150821nisx.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="UmUXK7AivL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/seouleconomy/20260823235150821nisx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 나노 고분자 코팅이 적용된 고효율 응축 구리관 개념도. 이미지 제공=KAIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="4df06910ec2f03375041e621a169e83ff919ba3a875de7eaac473f6ee291bf29" dmcf-pid="q1jdrcpXyd" dmcf-ptype="general">물방울이 더 잘 맺히고 빠르게 떨어지도록 해 열전달 성능을 최대 5.5배 높일 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다. 향후 발전소·담수화 설비의 에너지 효율과 전자기기 냉각 성능을 높이는 데 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="cd7c18202568e5ceff361e20140354bc1bd6121103f07725d6a1a9543cd889e2" dmcf-pid="BtAJmkUZye" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST)은 남영석 기계공학과 교수와 임성갑 생명화학공학과 교수 공동연구팀이 얇은 고분자 코팅막을 활용해 수증기가 물로 변하는 ‘응축’ 과정의 열전달 성능을 높이는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.</p> <p contents-hash="afe203e9b9a9d0a21682cceb7da4e6e6ffd3e2ddff19ab898def2ecb9bb2f35e" dmcf-pid="bFcisEu5vR" dmcf-ptype="general">‘응축’은 산업 현장의 발전소와 담수화 설비, 전자기기 냉각 등에 활용된다. 이 과정에서 표면에 생긴 물이 얇은 물막을 형성하면 열이 빠져나가는 것을 막아 열전달 효율이 떨어진다. 반대로 물이 작은 물방울 형태로 맺혔다가(적상응축 현상) 빠르게 떨어지면 표면이 계속 새롭게 드러나 열을 효과적으로 전달할 수 있다.</p> <p contents-hash="15e15130de95cf9e9694ee0014afff505c6f2fdb167e16ce2b544547fc60313f" dmcf-pid="K3knOD71vM" dmcf-ptype="general">하지만 기존에는 물방울이 많이 생기도록 물체의 표면을 거칠게 만들면 물방울이 잘 떨어지지 않고, 표면을 매끄럽게 만들면 물방울이 생길 자리가 줄어든다는 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="047bdb1f2641452d2c23dc7b51822527fa9d5bd74acd3866e5730d35983236ef" dmcf-pid="90ELIwztSx" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존에 고분자 코팅막의 ‘결함’으로 여겨졌던 나노 크기 알갱이(응집체)를 활용해 이러한 딜레마를 해결했다. 고분자막이란 플라스틱과 비슷한 성질의 고분자 물질을 표면에 매우 얇게 입힌 코팅막이다.</p> <p contents-hash="730d89b1f25ce6121ea7e92487d62067a8960be3ce1bbbb7e50e3966217ff179" dmcf-pid="2pDoCrqFSQ" dmcf-ptype="general">연구팀이 고분자막을 얇게 만들어 나노 크기 알갱이가 물방울이 맺히는 ‘씨앗’ 역할을 하도록 한 결과 두꺼운 막보다 물방울이 약 3배 많이 생성됐다. 여기에 열처리를 적용해 물방울이 표면에 달라붙는 힘도 줄여 쉽게 떨어지도록 했다.</p> <p contents-hash="befe1aaccf8dfa4b26db32c1bac9008305871eaf0ba194ba1151b29271cef851" dmcf-pid="VUwghmB3SP" dmcf-ptype="general">실제 응축기에 사용되는 구리관에 이 고분자막을 적용한 결과 응축 열전달계수는 최대 약 88kW·m⁻²·K⁻¹를 기록했다. 일반 구리 표면보다 열전달 성능이 최대 약 5.5배, 기존 발수 코팅 표면보다 50% 이상 높아진 것이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="5336666a34bc8528a7ce1e5e3d01190d7b1ae90c2e557457804bc6f1b522b2bb" dmcf-pid="furalsb0C6" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="남영석(왼쪽부터) 기계공학과 교수, 김준수 연구원, 임성갑 생명화학공학과 교수, 강민정 연구원. 사진제공=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/seouleconomy/20260823235152238cjqx.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="u5LQcg1yhn" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/23/seouleconomy/20260823235152238cjqx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 남영석(왼쪽부터) 기계공학과 교수, 김준수 연구원, 임성갑 생명화학공학과 교수, 강민정 연구원. 사진제공=KAIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="7e8f8f6e621c5a800b880bdc42864eb2fe005f9be14a2a9c8950042d106946b0" dmcf-pid="47mNSOKpy8" dmcf-ptype="general"><span>이번 기술은 물방울이 많이 생기도록 하면서 동시에 빠르게 제거해 응축 과정의 열전달 효율을 높인 것이 특징이다. 향후 이 기술을 발전소·산업용 열교환기에 적용하면 열을 더 효과적으로 전달하며, 담수화·수분 포집 장치에서는 물을 더 효과적으로 모으고, 전자기기에서는 열을 빠르게 빼내 냉각 성능을 높이는 데 활용될 것으로 기대된다.</span></p> <p contents-hash="aeda4ceea58bf167d3e5e62140b8978488a55aaef5f2dd09d226a747c8eadacc" dmcf-pid="8oUXK7AiS4" dmcf-ptype="general">남 교수는 “이번 연구는 기존에 결함으로 여겨졌던 나노 구조를 물방울이 잘 생기도록 돕는 요소로 활용했다는 데 의미가 있다”며 “복잡한 모양의 표면에도 매우 얇고 균일하게 코팅할 수 있어 산업용 열교환기를 비롯<span>한 다양한 에너지·환경 분야에 활용될 것으로 기대한다”고 전했다.</span></p> <p contents-hash="ffc1fcf414afaa5c77f2f17c7bfc70c63507ea1836921e3d7e405f747121c879" dmcf-pid="6guZ9zcnTf" dmcf-ptype="general">한편 이번 연구 결과는 우수한 성과를 인정 받아 지난달 16일 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="c4c8c837669558205dd17995a58bb7e2a7be19ebfe781c1a05c7f29b8b1984e0" dmcf-pid="Pa752qkLTV" dmcf-ptype="general">장형임 기자 jang@sedaily.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 기댈 언덕이 카톡뿐? 08-24 다음 갤럭시 쓰면서 삼성칩 싫어했는데…애물단지 엑시노스, 확 달라졌다 08-23 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
