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신기하네~ 열 전달하는 플라스틱

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신기하네~ 열 전달하는 플라스틱

2014.12.07 18:00

연구진은 길고 짧은 고분자 사슬(파랑, 녹색)을 강력하게 결합(빨강)시키는 방식으로 플라스틱 내부에 열이 전달되는 통로(노랑)를 만들었다. - 네이처 머티리얼스 제공
연구진은 길고 짧은 고분자 사슬(파랑, 녹색)을 강력하게 결합(빨강)시키는 방식으로 플라스틱 내부에 열이 전달되는 통로(노랑)를 만들었다. - 네이처 머티리얼스 제공

 

 

가볍고 유연한 플라스틱이 열을 잘 전달하지 않는다는 사실은 상식이다. 하지만 재미 과학자가 이끈 미국 연구진이 기존 플라스틱의 장점에 열을 잘 전달하는 성질까지 더해 활용도를 높이는 데 성공했다.

 

김진상 미국 미시간대 교수팀은 케빈 파이프 교수팀과 공동으로 기존 플라스틱보다 열을 10배나 더 잘 전달하는 플라스틱을 개발했다고 7일 밝혔다.

 

지금까지 열을 잘 전달하는 고분자 물질을 만들려면 금속이나 세라믹 재료를 추가로 넣는 방식을 써 왔다. 이 방식으로는 무게와 가격이 올라가고 투명하게 만들기 어렵다는 한계가 있었다.

 

연구진은 열에너지가 분자진동을 통해 전달된다는 점에 초점을 맞췄다. ‘폴리아크릴산(PAA)’이라는 긴 고분자 사슬과 ‘폴리아크릴로일 피레리딘(PAP)’이라는 짧은 고분자 물질을 사용해 서로 강력하게 결합시키는 방법을 개발해 열이 연속적으로 전달되는 ‘통로’를 만들 수 있었다. 기존 플라스틱은 각 고분자 사슬들이 길고 느슨하게 결합돼 있어서 열이 잘 전달되지 않았다.

 

이렇게 만든 플라스틱은 기존 플라스틱보다 수소결합력이 10~100배나 강력했으며 실제로 열을 10배나 잘 전달하는 것으로 나타났다.

 

김 교수는 “아직 금속이 열을 전달하는 능력의 10분의 1에 불과하지만 성능을 끌어올릴 수 있는 해법을 찾은 만큼 추가 실험을 진행하고 있다”고 말했다.

 

이 연구결과는 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 머티리얼스’ 지난달 24일자에 실렸다.

 

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