CNT 복합재를 기반으로 하는 하이브리드 필러의 열전도 특성 = Thermal Conductivity of CNT Composites Based on Hybrid Fillers

국문 초록 (Abstract)

최근 고집적·고출력 시스템의 발열 문제 해결을 위한 높은 열전도성과 전기 절연성을 갖춘 복합재료의 필요성이 대두되고 있다. 특히, 탄소나노튜브(CNT)는 뛰어난 물성으로 각광받지만, 반데르발스 힘에 의한 응집 및 불균일분산의 한계를 지닌다. 상기한 단점을 극복하고 다기능성을 구현하기 위해 CNT와 2차원 소재, 세라믹 필러 등을활용한 하이브리드 필러 전략이 주목받고 있다. 본 총설은 하이브리드 필러 전략의 이론적 배경, 주요 구성 요소, 제조공정 및 복합재료의 열전도, 전기절연, 기계적 물성 변화를 심층 분석한다. 아울러, 최신 연구 동향을 종합적으로 제시하며 전자 장치, 배터리 등 다양한 응용 분야에서의 잠재적 가치를 조명한다. 이를 통해 차세대 고성능 복합재료개발의 방향성을 제시하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The imperative for composite materials possessing high thermal conductivity and electrical insulation has recently come to the forefront to address the heat dissipation challenges in high-integration and high-power systems. Notably, while carbon nanotubes (CNTs) have garnered attention for their outstanding physical properties, they are inherently limited by aggregation and non-uniform dispersion due to van der Waals forces. To overcome these aforementioned drawbacks and achieve multifunctionality, a hybrid filler strategy utilizing CNTs in conjunction with two-dimensional materials, ceramic fillers, and other components is attracting significant interest. This review provides an in-depth analysis of the theoretical background of the hybrid filler strategy, its principal components, manufacturing processes, and the resulting changes in the thermal conductivity, electrical insulation, and mechanical properties of the composites. Furthermore, it comprehensively presents recent research trends and highlights the potential value of these materials in diverse applications such as electronic devices and batteries. Through this, we aim to propose a directional framework for the development of next-generation, high-performance composite materials.