본 과제는 2차원 나노소재를 테셀레이션(tessellation) 구조로 연결하여 열과 기계적 물성을 동시에 높이는 소재 설계 연구임. 그래핀, 그래핀 산화물, hBN, MXene 등을 뼈대로 하고 원자단위 금속이온, 고분자 소재, metal-coordination bonding, copolymer cross-linking 등을 활용해 열전달 경로와 강성을 강화하는 방식임.
연구 목표는 단순 복합재 대비 밀도는 유지하면서 열전도도와 기계적 강도를 10배 수준으로 향상시키는 데 있음. 핵심 내용은 2D 분리막과 3D 히트싱크를 테셀레이션 개념으로 설계·시연하고, 공간 크기와 filler 종류의 최적값을 모델링과 실험으로 규명하는 것임. 기대 효과는 배터리 분리막, 열교환기, 구조재료 등에서 신뢰성과 성능을 크게 높이는 데 있음.
테셀레이션고열전도도고강도자연모사구조-물성 상관관계2차원 에너지 소재3차원 열전달 구조tessellationhigh thermal conductivityhigh mechanical strengthbiomimeticcorrelation between structure and properties2D energy materials3D heat transfer structures