지난 10월 대전컨벤션센터에서 공동으로 개최된 국내 공학분야 최대 학회 중 대한금속∙재료학회 추계학술대회와 한국부식방식학회 추계학술대회에서(2018년 10월 24~26일) 국민대학교 신소재공학과 대학원생들이 다수의 우수 발표상을 수상하며 국민대의 우수한 교육 및 연구 성과를 널리 알렸다. 현재 신소재공학과에 재학중인 김경배(박사과정 6학기, 지도교수: 김재헌), 서형은(석사과정 4학기, 지도교수: 김재헌), 유정선(석사과정 3학기, 지도교수: 조기섭), 융합디자인테크놀로지학과에 재학중인 김정준(석사과정 2학기, 지도교수: 최현주) 학생이 모두 제1저자로 우수 발표상을 수상하게 되었고 각각 상장 및 부상을 수여 받게 되었다. 자세한 발표내용과 수상 내역은 다음과 같다:

 

 

 ‘Nb2O5 나노입자 네트워크를 이용한 고성능 리튬저장물질 합성 및 전기화학적 특성’이라는 제목으로 학생구두발표 우수상을 수상하였다. Nb2O5은 높은 용량과 우수한 커패시터 성능을 보여 하이브리드 수퍼커패시터 전극물질로 큰 관심을 받고 있다. 그러나 Nb2O5의 낮은 전자전도도는 여전히 해결해야 하는 주요 문제점 중 하나이다. 본 연구에서 열용매합성법을 이용하여 수십 나노 크기의 Nb2O5 나노 입자 네트워크를 합성하여 Nb2O5 물질간 물리적으로 연속적인 연결을 성공하였다. 나노 네트워크 구조의 독특한 미세구조는 전자현미경 분석을 통해 확인하였고, BET 비표면적 측정을 통해 나노 입자들이 높은 비표면적과 기공율을 유지하며 그물망 연결을 유지하는 것을 확인하였다. 전기화학 분석 결과, 추가적인 탄소 복합화 없이도 내부의 네트워크 구조를 통해 전자 및 리튬 이온의 이동이 용이하며 안정적인 수명 특성과 더불어 향상된 고출력 특성이 나타남을 확인하였다.

 

 

‘다공성 안티모니-실리콘-탄소 소재의 합성 및 전기화학적 특성’이라는 제목으로 포스터발표 우수상을 수상하였다. 대용량, 고 에너지밀도를 가지는 리튬합금계 소재의 개발이 활발하게 이루어지고 있는 가운데, 안티모니 (Sb)와 실리콘 (Si)과 같은 리튬-합금계 소재들이 흑연 (C) 기반의 전극물질을 대체할 수 있는 소재로 많은 관심을 받고 있다. 또한 다공성 구조의 전극 물질은 Sb와 Si과 같은 리튬-합금계 소재들이 리튬과의 반응이 진행됨에 따른 구조의 변화를 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 고에너지 볼밀링 공정을 통해 Mg2Si 분말로 Sb2O3을 Sb-Si-MgO로 복합화 하고 C와 추가적인 볼밀링 후 MgO의 선택적인 에칭 공정을 통해 높은 중량당 용량을 가지는 다공성 Sb-Si-C 복합체를 합성하였다. 그 결과 합성된 복합소재전극은 기존의 순수한 Sb, Si 혹은 그들의 탄소 복합체들 보다 향상된 수명특성과 용량을 나타내었다.

 

 

 

유정선 학생은 최근 소재가 빠르게 고강도화 됨에 따라 고온에서 이를 절단·성형하는 열간금형의 사용수명이 저하되는 문제를 해결하기 위해 “민관R&D지원사업”을 통한 포스코㈜, 대원인물㈜과의 산학공동연구 연구를 수행중에 있다. 일반적으로 열간 금형소재는 사용 특성상 고온에서 장시간 또는 반복적으로 노출되며, 그 결과 합금기지내에 다양한 합금탄화물(M7C3, M23C6, M6C)의 급격한 성장으로 인한 기계적 성질 열화를 억제하기 어려운 것으로 알려져 있다. 본 학생은 W을 이용하여 고온 환경에서도 물성의 열화없이 안정적으로 사용할 수 있는 열간금형소재의 합금설계 방안을 도출하였다는 점을 인정받아 2018년 추계 대한금속재료학회에서 “열간 금형 공구강의 내 연화 저항성에 미치는 W첨가의 영향”의 주제로 우수포스터상을 수상하였다.

 

 

 

 ‘전자파 차폐용 알루미늄/탄소 섬유 복합 소재 개발’이라는 제목으로 우수포스터상을 수상하였다. 전자파는 인체에 유해할 뿐만 아니라 전기/전자 기기간 오작동 유발 및 성능 저하 등의 공해가 급격히 증가하는 바 영향을 최소화하기 위해서 폭넓은 주파수 영역의 전자파 차폐 및 흡수가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 자성손실재료인 알루미늄과 유전손실재료인 탄소섬유를 사용하여 폭넓은 주파수 영역의 차폐 및 흡수가 가능한 복합 섬유를 제조하였다. 단순한 기계적 가압과 융점 이하의 가열을 통해 생산성, 경제성을 향상시켰으며, 수 십 μm ~ 수 백 μm 두께로 제작하여 유연성 및 성형성을 확보하였다. 또한 상업적으로 요구되는 전자파 차폐 효율 기준인 40 dB보다 높은 수준에 이르는 복합 소재를 성공적으로 제조함으로써 현재 급부상하고 있는 전자기기 분야에 널리 적용할 수 있을 것으로 전망된다.