광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 김봉중 신소재공학부 교수가 줄리아 그리어 미국 캘리포니아 공대 교수팀과 공동으로 세라믹 튜브를 단위 셀 형태로 배열한 3차원(D) 나노라티스 커패시터(축전기)를 개발했다고 23일 밝혔다.
세라믹 나노튜브는 유전율이 공기 수준으로 낮고 파괴되더라도 스스로 회복해 고효율 마이크로 전자기기 응용분야에서 절연 및 단열 소재로 활용된다. 하지만 유전율을 낮추기 위해 다공질 물질에서 다공도를 높이면 기계강도와 절연파괴 강도가 약해져 개발하는 데 한계가 있다.
김 교수팀은 유전율을 공기 수준으로 낮추면서 필요한 물성을 확보하기 위해 알루미나, 즉 세라믹 튜브로 이뤄진 다공도 99% 나노라티스 커패시터를 개발했다. 이 커패시터는 초저유전율을 갖는 동시에 영구변형이 없는 탄성 변형구간 강도를 의미하는 영률 30 메가파스칼(㎫), 실질적인 탄성한계 값인 항복 강도가 1.07㎫, 파괴가 일어나더라도 응력 제거 시 스스로 모양이 회복된다.
김봉중 교수는 “초저유전 물질 응력에 따른 유전 및 전기적 특성과 메커니즘을 규명한 첫 사례”라며 “절연파괴 강도와 유전상수가 스스로 회복되는 커패시터를 개발하는 등 플렉시블 전자기기 등 차세대 시스템에 이용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
