일반기술

나노복합재 에어로젤

본 기술은 저렴하고 에너지 효율적인 프로세스에 의해 다양한 구성요소로 이루어진 나노복합재를 생성하는 방법에 관한 것이다.새로운 합성물은 에어로젤에 바탕을 두는 것으로, 이는 sol-gels의 초임계 건조에 의하여 가공된 경량 고체 단열재이다. 상기 에어로젤은 전형적으로 5% 고형체(2~4 나노미터), 95%의 미세 기공으로 구성되며, 대략 900 m2/g 정도의 내부 표면을 가지는 저밀도(0.1g/cc)를 가진다.본 기술에 따른 제조과정에서는, 10 나노미터 또는 그 이하의 화학적 크기를 가지는 두번째 또는 세번째 물질을 에어로졸 구조에 침투시키는 것으로, 이같은 나노복합체의 작은 크기는 벌크 물질로부터 도출되는 광학적, 자성적, 화학적 특징에 비해 괄목할만한 변화를 야기시키게 된다. 또한, 이같은 제조과정은 제어가 용이할 뿐만 아니라, 다른 에어로젤 물질 또는 나노복합재를 다양하게 조합할 경우 새로운 나노복합재들을 다양하게 개발할 수 있게 된다.본 기술에서의 주요한 특징으로는 개선된 에어로젤의 단열 특성을 들 수 있다. 이전 연구에서는 에어로젤이 우수한 단열 특성을 가질지라도, 3~8u(미크론) 범위내에서 복사열전달되는 적외선(IR) 성분을 차단하는 데에는 효과적이지 않음을 보여주었다. 그러나 본 기술에서는 에어로젤에 IR차단제 나노입자 도입함으로써 에어로젤의 열전도율에서의 IR 방사 성분을 크게 감소시켰다. 그 예로, 4마이크로미터 0.5" 두께의 에어로졸에 의한 복사열전달은 50% 이상 감소되었으며, 50% 이상 열저항성이 개선된 이같은 결과는, 동일한 두께의 폴리우레탄 발포체(일반적으로 사용되는 냉장고 단열재)에 비해 R-value를 4배 이상 또는 인치당 R-30의 성능 향상을 꾀할 수 있게 된다.이외에도, 본 기술은 CFC계 단열재를 대체할 수 있고, 유연하며 에너지 효율적인 공정과 초경량, 최대표면적, 상대 강도 특성을 가지는 에어로젤을 제공하며, 다양한 범위의 적용 분야에서 열적, 물리적, 자기력 및 광학적 특성이 향상된 또 다른 성분을 창출할 잠재성을 가진다.