미래 우주탐사를 위한 그래핀 활용 연구

강도, 얇은 두께, 가벼움, 우수한 열․전기 전도성 등 그래핀이 가진 고유 특성은 다양한 산업군에서 잠재가치가 있는 획기적인 소재로 인식됨. 원자 한 개 정도의 두께를 지닌 이 벌집모양의 탄소판은, 컴퓨터, 생체의학, 태양광전지, 웨어러블 장비 등 이미 다양한 기술분야에서 실험이 진행 중임.

10년 간 EU의 장기 플래그십 프로그램을 통해 지원받는 그래핀 연구 프로젝트(GrapheneCore2)는 우주응용분야 관련 그래핀 소재를 활용한 열관리장비(thermal management device) 시험을 위한 무중력 포물선비행(zero-gravity parabolic flight) 연구에 착수함.

열 관리는 위성 등의 장비가 우주환경에서 정확히 작동하게 하는 데 매우 중요한 기능을 수행함. 고리형 히트파이프(loop heat pipes)는 흡입기 내부 액체를 증발시킬 때 발생하는 열을 이용, 전자장비를 냉각함. 흡입기는 일반적으로 다공질 금속으로 만들어지지만, 이 연구에서는 그래핀 소재로 흡입기를 코팅하여 전기장치와 액체물질 간 열 전도율을 향상시킴.

이번 연구는 고리형 히트파이프의 성능향상을 위한 그래핀 활용 효과에 대해 지난 ’17년 두 차례 실시한 무중력 실험의 후속연구로, 이번에는 기술수준을 향상시킨 장비를 시험하는 연구를 진행하여 우주응용분야 연구를 한 단계 발전시킬 전망임.

GrapheneCore2 프로젝트 참여기관인 브뤼셀자유대학(Université libre de Bruxelles)의 선임연구원이자 무중력 실험연구 관리자인 카를로 이오리오(Carlo Iorio) 박사는 스웨덴 북부에 위치한 키루나에서 관측로켓 발사시험이 있을 예정이며, 이오리오 박사 연구진은 “발사시험 중 발생하는 약 6분 간의 극미중력(micro-gravity) 상태를 이용해 그래핀 솔루션의 핵심요소 및 미래 우주탐사의 필수 장비인 열관리장비를 시험할 예정”이라 밝힘.

EU는 그래핀 플래그십 2차 프로그램에서 ’18년 종료된 GrapheneCore1 프로젝트를 지원하였고, 3차 프로그램에서 지원되는 Core2 프로젝트는 과거 1차 진행된 기반조성연구(2013~16)와 2차 Core1 프로젝트(2016~18)의 성과를 바탕으로 ’18년 4월부터 시작하여 ’20년 3월에 종료 예정임.

GrapheneCore 프로젝트는 소재, 부품 및 시스템 개발을 포함한 밸류체인 전체를 다룸. 이 프로젝트는 과거 대학연구 수준에 머물렀던 그래핀 분야를 ’23년까지 상업응용단계까지 끌어올리는 목표로 기획되었으며, 컨소시엄은 23개국 150명 이상의 산학전문가로 구성됨.

 

출처 : CORDIS NEWS, Graphene Flagship Website

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