Update2024.04.25 (목)
“E 변환 금속-세라믹 나노복합재, LD시대 앞당길 것”
“현재 자동차 헤드램프, 일반 조명 등에 널리 사용되는 LED(light Emitting Diode)는 점차 효율이 높고 가격도 저렴한 레이저 다이오드(Laser Diode)로 전환되고 있습니다. 에너지 변환 경사기능 금속-세라믹 나노복합재료는 LD시대를 앞당길 신소재라고 확신합니다.”
지난 2월15일 일본 동경 빅사이트에서 열린 ‘나노테크 2017’ 전시회에서 만난 권한상 부경대 교수는 자신이 개발한 ‘에너지 변환 경사기능 금속-세라믹 나노복합재료’의 장점에 대해 이같이 설명했다. 권 교수는 러시아의 단일벽탄소나노튜브(SWCNT) 양산기업 옥시알과 함께 부스를 마련하고 자사의 기술을 소개했다.
권 교수가 개발한 이 신소재는 FGM(경사기능재료·Functionally Graded Material)의 한 종류의 일종으로 전도성 금속, 비전도성 세라믹, SWCNT 등 원료를 분쇄·혼합해 특별한 기능을 구현할 수 있게 하는 복합재료다. 특별한 기능은 바로 빛을 다른 형태로 변형시켜 출력하면서 빛을 통해 전기를 발생한다는 것이다. 빛은 우리가 흔히 사용하는 레이저 포인트로도 가능하다.
원하는 형상을 방전소결로 한번에 생산 가능, 생산비 저렴
빛으로 전기생산, 車 헤드램프·가정조명·센서 적용 기대
권 교수는 각 재료의 함유량을 달리하면서 수만 번의 혼합실험 끝에 에너지 변환 경사기능 나노복합재료를 개발했으며 이를 짧은 시간에 덩어리를 만드는 방전 플라즈마소결 기술로 하나의 부품처럼 만드는데 성공했다. 수요자가 원하는 형상으로 값싸게 생산할 수 있다.
권 교수는 “이 나노복합재료는 현재 널리 사용되는 LED를 대체하는 레이저를 광원으로 하는 LD 신소재로 자동차 헤드램프, 일반 조명, 센서 등에 널리 활용할 수 있다”고 강조했다.
실제로 최근 BMW 신형 7시리즈와 같은 프리미엄 자동차의 경우 상향등 최대 조사거리가 600m에 달하는 레이저 라이트가 장착된 바 있다. 권 교수가 개발한 나노복합재료는 이러한 기능은 물론 전기를 발생하기 때문에 갈수록 늘어나고 있는 전장부품 구동 전력으로도 활용할 수 있다. 특히 차량에서 사용되는 전기량이 많아질수록 주행거리에 문제가 생기는 전기차에 적용될 경우 효과가 클 것으로 기대된다.
권한상 교수의 ‘에너지 변환 경사기능 금속-세라믹 나노복합재료’ 연구결과는 세계적 과학저널인 ‘네이처’ 자매지 ‘Scientific Reports’에 실렸으며 현재 그가 대표이사를 맡고 있는 부경대 기술지주회사이자 미래창조과학부 제 94호 연구소기업인 ㈜차세대소재연구소를 통해 기술이전을 추진 중이다.
권 교수는 “빛은 물론 UV(자외선), 방사능, 가스 등에도 반응하기 때문에 상용화되면 일상생활에 쓰이는 센서 및 광원, 조명 등을 대체할 수 있어 그 파급력이 매우 클 것”이라며 “태양전지, 압전소자, 열전소재, 에너지 자급 생산 구동이 가능한 전자디바이스 소재 및 부품으로도 응용할 수 있다”고 밝혔다.
한편 권한상 교수는 신소재를 응용한 나노복합체 전문가로 스위스 연방재료 과학기술 연구소에서 방탄용 FGM을 연구하면서 세계 3대 인명사전 중 하나인 마르퀴스 후즈후(Marquis Who’s Who)에 등재된 인물이기도 하다.
차세대소재연구소는 옥시알과 나노카본 금속세라믹 복합소재 한국 생산과 연구개발 협력을 위한 MOU를 체결한 바 있다.
