⚪ 본 과제에서는, 그래핀, 그래핀 산화물, hBN, MXene 등 2차원 나노소재를 이용하여 상호 연결성을 가지는 구조를 만들고, 구조간 공간에 적정한 원자단위 금속이온 또는 고분자 소재를 배치하여 연결성 및 그와 관련된 물성들을 강화시키는 공정을 하나의 예시로 개발하고자 함 ⚪ 공간을 배치하는 소재의 종류 (원자단위 금속이온 또는 고분자소재) 및 이종 소재가 배치되는 공간의 특성 길이가 복합재의 열적/기계적 물성에 중요한 역할을 하고 최적의 값이 존재할 수 있음을 실증할 예정임 ⚪ 2차원 나노소재를 적층하고 단위 층상구조 내에 나타나는 기공에 이종 소재를 적절히 배치하여 2차원 나노소재간 연결성을 향상시키는 것이 열, 기계적 물성에 미치는 영향을 조사하여 이에 대한 모델링을 할 것임 ⚪ 전이금속이온 기반 배위결합(metal-coordination bonding)을 옹스트롬 스케일(< 1 nm)의 공간을 채우는 filler로 이용할 계획임 ⚪ 또한 배터리용 분리막을 2차원의 테셀레이션 구조로 제작하여 열적, 기계적 물성뿐만 아니라 전해질 젖음성이나 이온 전도도 등 배터리 성능과 직결되는 특성들에 미치는 영향을 조사하고, 이를 테셀레이션 설계에 반영하여 성능 및 신뢰성이 우수한 배터리 분리막을 구현하는 과정을 보일 계획임 ⚪ 2차원 테셀레이션 구조를 3차원적으로 적절히 배열하면 3차원 테셀레이션 구조도 구현할 수 있게 되는데, 이를 위해 kirigami, origami 등으로 2차원 테셀레이션 구조의 형상 및 크기를 적절히 조절하고 이를 원하는 배열로 조립하는 과정을 통해 3차원 테셀레이션 구조도 시연해 보일 예정임 ⚪ 3차원 구조를 만드는 과정에서 내부에 형성되는 마이크로 스케일 공간에 배치될 cross-linking 소재가 복합 층상구조의 열, 기계적 물성에 미치는 영향도 조사하여 이에 대한 모델링을 할 계획임 ⚪ cross-linking 소재로는 hard segment와 soft segment가 함께 있는 copolymer 계열을 가지고 주로 시도할 계획임 ⚪ 3차원 테셀레이션은 초경량이면서도 화학적 안정성이 우수하고 열적, 기계적 특성이 뛰어난 히트싱크 구현을 목표로 하며, 이를 위한 설계 및 시연이 이뤄질 것임 ⚪ 상호 연결성을 가지는 뼈대 구조들 사이의 이종 소재가 채워지는 공간의 적정 크기를 결정하는 과정에 역학 해석 모델 및 실험적인 매개변수적 접근 방법을 활용할 예정임