내일테크놀로지, 전기절연 방열소재 개발

미국 국방기술 박람회에 참가해 美 연구소 등으로부터 품질 인정
오는 2021년 3조 원 규모 방열소재 시장 선점 모색
원자력연 연구진들이 설립한 연구소기업이 개발한 차세대 첨단 나노소재인 질화붕소나노튜브(Boron Nitride Nanotube, 이하 BNNT)가 해외에서 세계 최고 수준의 방열 품질을 인정 받았다.

한국과학기술지주(대표 강훈)는 내일테크놀로지(대표 김재우)가 지난해 11월 29일부터 12월 1일까지 미국 텍사스주 오스틴에서 열린 국방산업 박람회 'Defense Innovation Technology Acceleration Challenges'에서 전기절연방열제품, 압전장치, 3D 프린팅 기법을 활용한 친환경-맞춤형 방사선 차폐체 등을 공개해 호평을 받았다고 12일 밝혔다.

내일테크놀로지는 한국원자력연구원에서 개발한 질화붕소나노튜브 제조기술 연구에 직접적으로 참여한 연구자들이 지난해 9월 창업한 나노기술 기반 스타트업으로 한국과학기술지주에서 투자해 설립됐다.

내일테크놀로지 연구진들은 개발된 방열소재가 관심을 받을 수 있었던 이유로 최근 스마트폰 폭발 사고로 전자기기 방열 문제에 대한 관심이 높아졌기 때문인 것으로 분석하고 있다.

LED, 스마트폰, 웨어러블디바이스, 그리고 각종 IoT 기기와 전기자동차 등 모든 IT 관련 제품들은 점점 더 빠른 처리 속도를 요구하면서도 동시에 크기는 작아지고 두께도 얇아지고 있어, 전기절연성을 가지면서도 효율적으로 열을 방출할 수 있는 소재의 중요성이 높아지고 있는 추세다.

연구진에 따르면 기기에서 발생된 열은 기기와 소자의 성능을 저하할 뿐 아니라 오작동, 수명 단축 등으로 이어지며 심각한 경우 폭발로 이어질 수 있다는 점에서 방열이 중요하다.

글로벌시장전망보고서(Thermal Interface Materials Market by Type, Application and Region – Global Forecast to 2021)에 따르면 글로벌 방열소재 시장은 연간 11.2%의 성장으로 오는 2021년에는 23억3000만달러의 시장 규모를 가질 전망이다.  

내일테크놀로지의 방열소재는 BNNT의 탁월한 열전도성을 기반으로, 극소량의 BNNT를 질화붕소(h-BN)와 같은 세라믹 분말과 함께 에폭시, 실리콘과 같은 고분자에 복합화해 사용할 경우, 기존 상용제품과 동일한 밀도에서 약 2~3배 정도의 방열 효과를 보여주고 있다는 것이 특징이다.

이 제품은 스마트폰, LED, 및 전기자동차 등 거의 모든 전자기기에 활용 가능하다. 또한, 내일테크놀로지는 소재의 원천물질인 BNNT의 공급가격을 현재의 그램당 700달러 수준보다 훨씬 낮은 가격으로 생산할 수 있는 대량생산 고유 기술 확보와 가격 경쟁력을 갖고 있다.   

내일테크놀로지는 이번 박람회 참가를 마치고 다국적 소재 전문기업으로부터 테스트 목적의 샘플요청과 기술협력 의뢰를 받아 비즈니스 협력관계에 대해 논의하고 있다.

또한 미국사우스웨스트연구소(SwRI) 등의 연구기관, 북텍사스대학, 미주리과학기술대학 등 대학으로부터 공동연구 제안도 받아 구체적인 연구개발 협력 방안들을 논의 중에 있다.
  
김재우 대표는 "극소량의 BNNT를 사용해도 우수한 방열효과를 낼 수 있기 때문에 현재 고가인 BNNT를 사용함에도 충분한 경제성을 확보했으며, 향후 BNNT의 가격이 내려감에 따라 관련 제품군에서 주도권을 잡을 수 있을 것을 확신한다"면서 "미국, 캐나다, 일본 등에서는 BNNT의 전략적에 중요성으로 인해 국가적인 차원에서 관련 기업에 대한 지원이 있는데 비해 우리나라는 아직 정부뿐 아니라 민간 기업들의 관심도 매우 약한 상황이지만 국가 대표 차세대 신소재 기업이자 글로벌 리더로서 역할할 것"이라고 말했다. 

한편, 내일테크놀로지는 현재 BNNT가 가지고 있는 우수한 전기절연성, 열적-화학적 안정성, 열중성자 흡수능을 잘 활용하기 위해 국내외에서 다양한 노력을 하고 있다. 지난해 가을 글로벌 진출을 위해 미국에 자회사인 NAIEEL Co.도 설립하는 등 해외진출에도 적극적으로 노력하고 있다.

전기절연방열소재를 비롯해 BNNT의 압전성을 이용한 차세대 에너지원으로서의 에너지하베스팅 시스템도 개발 중이며, 현재 소형 LED 전구를 밝힐 수 있는 정도의 성능을 확인한 상태이다. 이 뿐 아니라 방사선 검출센서 및 사용 후 핵연료 관리시스템 핵심소재인 중성자 차폐재 등 원자력 관련 분야에도 진출할 예정이다.  

박람회에서 제품에 대해 설명하고 있는 김재우 대표.<사진=한국과학기술지주 제공>박람회에서 제품에 대해 설명하고 있는 김재우 대표.<사진=한국과학기술지주 제공>

동일밀도의 일반제품과 개발제품 방열효과 비교사진.<사진=한국과학기술지주 제공>동일밀도의 일반제품과 개발제품 방열효과 비교사진.<사진=한국과학기술지주 제공>
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