최근 전자기기들의 고성능화로 인해 전력반도체의 출력밀도가 향상됨에 따라 발열의 문제가 대두되고 있으며, 발생되는 열에 지속적으로 노출될 경우 기기의 오작동 및 고장, 수명저하의 원인이 될 수 있다. 
                
 ○ 이러한 문제를 해결하기 위해 전자기기들의 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열(Heat Dissipation)에 대한 연구가 활발하게 진행중이다.
 
□ 한국세라믹기술원(원장 정연길) 도환수 박사는 소재 내부의 산소 결함 제어를 이용하여 열에너지 전달의 효율을 크게 높일 수 있는 기술을 개발했다.                
 ○ 기존의 방열소재의 열물성은 이론적으로는 매우 우수한 성능을 보이는 것으로 보고되고 있으나, 소재 고유의 내부 결함으로 인하여 열전달 특성의 효율을 높이는데 한계가 있었으며, 제작공정에서 발생하는 산소 결함이 효율적인 열전달을 방해하였다. 
  
□ 이러한 단점을 극복하고자 연구팀은 방열 소재의 원소재 자체에 필수적으로 포함된 산소 결함을 우선적으로 제어하여 결정 내부에서 결정 외부 표면으로 선택적으로 이동시키는 공정을 개발하였다.                  
 ○ 산소 결함은 결정 내부에서 열전달 움직임을 방해하는 인자로 작용함에 따라 결정 외부 표면으로 이동시켜 버려지는 열에너지가 없도록 하였으며, 모든 방향으로 열에너지 전달이 효율적으로 이루어지도록 설계 하였다. 
  
□ 실제 설계된 소재의 열물성을 분석한 결과, 소재의 기계적 특성에는 영향을 미치지 않은 상태로 산소 결함이 선택적으로 결정 외부로 이동한 것을 확인하였으며, 열전달 효율도 10~15% 향상되었음을 입증하였다.
 
□ 한국세라믹기술원 도환수 박사는 “방열소재의 결함제어를 선택적으로 하여 포논 산란을 제어함으로써 열에너지 전달 효율을 극대화할 수 있는 소재를 설계하고 개발했다는데 의의가 있다.”며, “향후 웨어러블 전기·전자기기뿐만 아니라 우주·항공 및 바이오 분야 등의 방열 문제를 해결할 수 있는 실마리를 찾은 것이다.”고 밝혔다.
 
    *포논 산란 : 소재를 구성하는 규칙적으로 배열된 원자들의 진동에 의해 열에너지가 전달되는 것을 포논이라고 하며, 산란은 포논의 전달 현상이 왜곡되어 이동 경로가 바뀌는 현상을 의미함.
 
□ 한편, 이번 연구 성과는 재료 및 공학분야 국제 학술지 어드밴스드 엔지니어링 머티리얼즈(Advanced Engineering Materials)에 10월호 표지논문으로 게재되었다.