신소재공학과 심은수 연구원, 구리-탄소나노튜브 결합 ‘경량 전도소재’ 개발

가천대학교 신소재공학과 임재홍 교수 연구실 출신 심은수(석사 졸업) 연구원의 차세대 경량 전도소재 개발 연구 성과가 국제학술지에 게재됐다.

연구논문은 ‘Enhancing the electrical properties and surface uniformity of a copper-coated carbon nanotube fiber by optimizing copper electrodeposition’로, 재료화학 분야 국제학술지 ‘Journal of Materials Chemistry A(IF 9.5, SCIE, 2024년 JCR 기준 Q1)에 지난 6일 온라인 게재됐다. 심은수 연구원이 제1저자로 참여했으며, 임재홍 교수는 교신저자로 연구를 이끌었다.

이번 연구는 ‘탄소나노튜브 섬유’ 표면에 구리를 균일하게 입히는 전기화학 공정을 최적화해, 전기가 더 잘 흐르면서도 표면이 고르게 유지되는 복합 전도소재를 구현한 것이 핵심이다. 탄소나노튜브는 가볍고 강도가 높은 반면 전기전도성 향상에 한계가 있었고, 구리는 전기전도성이 뛰어나지만 무게와 기계적 특성에 제약이 있었다. 심은수 대학원생은 두 소재의 장점을 결합해 이러한 한계를 동시에 보완했다.

특히 구리 도금 과정에서 조건을 정밀하게 조절해 섬유 표면의 균일성을 높이고 전기적 성능을 개선함으로써, 기존 경량 전도소재가 지닌 성능 편차와 구조적 문제를 줄일 수 있는 가능성을 제시했다. 이는 가볍고 전기가 잘 통하는 소재가 필요한 다양한 산업 분야에서 활용도가 높을 것으로 기대된다.

이번 성과는 미래 모빌리티, 웨어러블 기기, 고성능 전자부품 등 경량성과 전기적 성능이 동시에 요구되는 분야에 적용 가능한 소재 개발 방향을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 또한 산업 적용과 대량생산 공정으로의 확장 가능성도 함께 제시했다.

임재홍 교수는 “이번 연구는 탄소나노튜브 기반 복합 전도소재의 성능 향상 가능성과 응용 확장성을 함께 보여준 의미 있는 성과”라며 “앞으로도 차세대 전자재료와 경량 전도소재 분야로 연구를 더욱 발전시켜 나가겠다”고 밝혔다.

이번 연구는 현대자동차, 어썸레이, 한국산업기술기획평가원(KEIT, RS-2024-00508306)의 지원을 받아 수행됐다.