일반기술

에어로젤

□ 기술개요에어로젤(aerogel)은 이름에서 보듯이 거의 공기로 이루어진 현재까지 제조된 가장 가벼운 물질로서 보통 솔-젤(sol-gel)법에 의하여 합성된 젤을 초임계 상태에서 건조시켜 제조된다. 보통 젤을 일반 건조시키면 용매가 제거되면서 기-액 표면에서의 표면장력에 의한 심한 수축이 일어나게 되지만 만약 젤을 초임계 상태에서 건조시키면 이를 방지할 수 있으므로 젤의 나노구조를 그대로 유지할 수 있게 된다. 에어로젤은 최근 냉난방 단열재, 자동차 및 우주 항공용 초경량 소재, 촉매 및 흡착 소재, 광 및 센서 소재, 전기 전자 재료, 안전 장비 등 산업 및 사회 전반에 있어서 핵심 소재로 활용 가능성이 크게 기대되고 있어 최근 사이언스지에 10가지 기대되는 과학기술분야로 선정되었고, 2002년 인터넷 타임지에는 Best Invention의 하나로 선정되기도 하였다. 특히 실리카 에어로젤은 불연 소재이며 폐기 시에도 환경오염을 일으키지 않는 청정 소재라는 점에서 매우 유망하여 미래 초경량 단열소재로서 상용화를 위한 연구개발이 집중되고 있다. 단열재 분야에서는 실리카 에어로젤의 가격 경쟁력이 상용화의 큰 걸림돌로 작용하나 최근 제조 공정을 최적화하여 경비를 절감하고 또 한편으로는 초임계 공정을 사용하지 않거나 값싼 원료는 사용하는 등의 노력으로 상용화 가능성이 높아지고 있다. 2.기술특징 에어로젤은 제조상의 특징으로 인하여 다음과 같은 특성을 지니며 보통 50 nm 이하의 균일한 기공으로 된 일종의 open cell foam 이라고 할 수 있다. 에어로젤은 초경량 (기공도(porosity) 보통 95%이상 99.9%까지도 가능), 고표면적(최대 2000m2/g까지도 가능), 우수한 흡음성 및 단열성(열전도도 보통 0.01 W/mㆍK 이하), 구조적 안정성, 내열성, 미세분말, 입자, monolith, 박막 등의 여러 형태로 제조 가능, 자외선, 가시광선 영역에 투과성이 높은 투명 단일체(monolith) 제조 가능 등의 특징을 가지고 있다. 3.적용분야 에어로젤은 최근 냉난방 단열재, 자동차 및 우주 항공용 초경량 소재, 촉매 및 흡착 소재, 광 및 센서 소재, 전기 전자 재료, 안전 장비 등 산업 및 사회 전반에 있어서 핵심 소재로 활용 가능성이 기대되고 있다.