이번 연구에서는 열 및 유체 이동 특성 최적화를 통해 초경량 다공성 소재인 그래핀 에어로젤이 포함된 히트싱크의 냉각 성능을 극대화했으며, 새로운 소재와 형상 최적 설계 기법의 결합을 통해 새로운 기술적 도약을 이룬 것으로 평가된다.

연구 결과는 열공학 분야에서 세계적 권위를 가진 SCI급 국제 학술지인 《응용열공학(Applied Thermal Engineering)》(JCR 상위 5.2%)에 ‘전자제품 냉각 성능 향상을 위한 위상 최적화된 에어로젤 기반 히트싱크(Topology-optimized aerogel heat sink for enhanced electronic cooling performance)’라는 제목으로 게재됐다​.

연구팀은 초경량 다공성 소재인 그래핀 에어로젤이 포함된 히트싱크의 형상 최적 설계를 통하여 열 관리 성능을 크게 향상시킬 뿐만 아니라 경량성을 극대화하는 방안을 제시했다.

이번 연구는 경량성과 열전달 성능을 모두 갖춘 휴대용 전자 장치용 히트싱크 개발의 새로운 가능성을 주여준다.

김덕종 교수는 “그래핀 에어로젤 기반 히트싱크 형상 최적 설계를 통해 휴대용 전자 장치의 열 관리를 한 단계 도약시킬 수 있는 가능성을 보여줬다.”라며 “이번 연구는 미래 모빌리티의 성능과 신뢰성을 동시에 향상시킬 새로운 냉각 솔루션을 제시한다.”라고 강조했다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 글로벌 기초연구실지원사업, 한국에너지기술평가원의 알키미스트프로젝트의 지원을 받았으며, 김덕종 교수팀의 박사과정생 수바니 샤이크(Subhani Shaik) 씨, 한국에너지기술연구원의 주영환 박사, 경상국립대 기계공학부 국정환 교수가 연구에 참여했다.

김덕종 교수는 “이 성과가 다양한 전자 기기 및 산업 응용 분야에서 실질적으로 활용되어 그간의 한계를 극복하는 데 유용하게 활용될 수 있기를 기대한다.”라고 말했다.