나노표면 기반 응축·증발 열전달 제어와 상변화 열관리

Nanostructured Surface-Controlled Condensation/Evaporation and Phase-Change Thermal Management

연구 내용

나노표면 전하 및 다공성 구조를 활용해 응축·증발 거동을 제어하고, 상변화 소재의 준안정 열교환 성능을 안정화하는 연구

한국과학기술원 남영석 연구실은 표면전하와 미세구조를 이용해 응축 및 서리·빙결 형성을 제어하고 열/물질 전달을 향상시키는 열전달 설계를 수행합니다. 원자현미경 기반 표면 특성 분석과 실험 관찰을 통해 젖음성과 액체 분포, 플러딩 등 핵생성-성장 경로를 해석하며, 이를 응축기 열설계에 반영합니다. 또한 다공성 위크와 증발기 건조(dry-out) 메커니즘을 규명하고 상변화 소재의 결정화 거동을 조절해 전자·에너지 장치의 열 버퍼 성능을 안정화합니다.

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5건

연구 흐름

초기에는 2021년부터 비등 기반 열교환기 성능 향상과 금속표면 개질을 축으로 열 신뢰성 확보 연구를 수행했습니다. 이후 2022년에는 표면전하를 이용한 나노스케일 응축현상 제어로 연구 범위를 확장하여, 열반사법과 원자현미경을 연계해 열/물질 전달을 좌우하는 표면-유체 상호작용을 규명했습니다. 2024년에는 준안정 상태의 상변화 거동을 다공성 형태로 안정화하여 반복 가열·냉각 조건에서 열조절 성능을 확보하는 방향으로 심화되었습니다. 2025년에는 위크 기반 증발기에서 건조 메커니즘을 분리하고, 실험 데이터 기반 대리모델 전략으로 최적화 가능성을 높이는 연구를 수행했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

응축기 성능 향상
서리·빙결 저감 표면
증발기 건조 억제 설계
히트파이프 열교환 모듈
상변화 열완충 장치
고효율 열교환기 코팅
열 및 물수집 표면 구현
열 신뢰성 기반 패키징
냉각용 위크 구조 최적화
저온 환경 열관리 시스템