성균관대 기계공학부 백승현 교수 연구팀.[성균관대 제공]

[헤럴드경제=박지영 기자]성균관대(총장 유지범)는 기계공학부 백승현 교수 연구팀이 산화된 구리 입자를 비산화 구리로 재생하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 연구에는 K.P. 파실라 박사와 C. 무하매드 박사가 공동1저자로 참여하였다. 화학적 방법으로 비산화 고전도성 구리 나노복합재료를 합성하는 기술이다. 값이 비싼 금, 은 대신 저렴한 산화 구리를 산업 현장에서 전기 및 열관리 응용 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

은과 금은 산화 방지가 가능하고 전기 전도도와 열전도도가 높아 나노 복합재료에 많이 사용된다. 구리는 유사한 전기전도도와 열전도도, 비교적 저렴한 가격 등으로 산업 현장에서 음과 금의 대체제로 여겨진다. 하지만 구리는 공기 중 쉽게 산화돼 구리 기반 나노복합재료의 성능이 저하되는 한계를 가지고 있다.

연구팀은 포름산을 활용해 에폭시 고분자 기지 안에서 구리 식각과 환원 반응을 통해 산화된 구리를 비산화된 구리와 구리 나노위성입자로 재생했다. 해당 기술로 합성된 나노복합재료는 별도의 처리 과정 없이 매우 높은 전기전도도와 열전도도를 달성했으며 장기간 안정성을 확보했다. 구리의 표면 산화층은 포름산을 사용하여 현장 식각되어 제거되며 구리 포메이트를 형성한다. 구리 포메이트는 소결을 통해 비산화 구리와 구리 나노위성입자로 열적 환원되어 고전도성 구리 나노복합재료를 형성한다.

연구는 삼성미래기술육성사업, 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자지원사업, 나노및소재기술개발사업 미래기술연구실, 교육부 대학중점연구소지원사업으로 수행됐다. 연구결과는 과학기술분야 국제학술지인 어드밴스드 평셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 9월 8일 온라인 게재됐다.