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경희대 신소재공학과 이제욱 교수 연구팀이 KIST 김태완 박사와 공동연구를 진행해 고성능 친환경 전자파 차폐 기술을 개발했다. 사진 왼쪽부터 이제욱 교수, 김태완 박사, 이주호, 정가영 연구원. |
[대학저널 온종림 기자] 5G·6G 통신, 전기차, 자율주행차, 드론 등 첨단산업이 빠르게 성장하며 전자기기 간 간섭을 막는 ‘전자파 차폐(EMI Shielding)’ 기술의 중요성이 커지고 있다. 전자파 차폐는 기기 오작동을 방지하고, 성능을 안정적으로 유지하는 데 필수적인 기술이다. 그러나 기존 전자파 차폐 소재는 성능을 확보하기 위해 값비싼 전도성 물질을 많이 사용해야 했고, 사용 후 재활용이 어려워 대부분이 폐기물로 남았다.
이러한 문제를 경희대학교 신소재공학과 이제욱 교수 연구팀이 한국과학기술연구원(KIST) 전자파솔루션융합연구단 김태완 박사와 공동 연구를 진행해 해결했다. 연구팀은 적은 양의 전도성 소재만으로도 높은 차폐 성능을 내면서도, 다시 원재료로 되돌릴 수 있는 친환경 전자파 차폐 소재를 개발했다. 이번 연구 성과는 복합재료 분야의 세계적 학술지 「Advanced Composites and Hybrid Materials(IF=21.8)」 최신 호에 게재됐다.
공동연구팀은 양전하를 띠는 고분자 입자 표면을 음전하를 띠는 2차원 나노 소재인 ‘맥신(MXene)’으로 감싸는 방식을 고안했다. 이후 입자를 열로 압착해 필름 형태로 만들면, 맥신이 입자 사이 경계면에 집중적으로 배치되는 구조가 형성됐다. 이 독특한 구조 덕분에 극히 적은 양의 맥신만으로도 전기 전도성과 전자파 차폐 성능을 동시에 확보할 수 있었다. 또한 유해 전자파를 반사하는 방식이 아니라 흡수해 줄이는 특성을 보여 전자기기 간의 간섭을 효과적으로 줄일 가능성을 보였다.
이번 연구의 가장 큰 특징은 우수한 재활용성이다. 연구팀이 사용한 고분자는 특정 조건에서 다시 단량체로 분해될 수 있어, 사용 후 원재료를 회수해 재사용하는 자원순환(Closed-loop recycling) 시스템을 구현했다.
이제욱 교수는 “성능과 환경이라는 두 과제를 동시에 해결했다. 이번 기술로 전자파를 막는 것을 넘어, 미래 모빌리티와 전자 산업이 직면한 폐기물 문제 해결에 도움이 될 것”이라고 의의를 밝혔다. KIST 김태완 박사는 “극소량의 나노 소재만으로도 고성능을 구현하고, 이를 회수해 다시 사용할 수 있다는 점은 자원순환 시대의 핵심 경쟁력이 될 것”이라고 덧붙였다.
이번 연구는 국가과학기술연구회 미래선도형 융합연구단 사업, 한국연구재단의 국가전략기술소재개발 사업, 산업통상부의 에너지기술정책수립사업의 지원을 받아 수행됐다.
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