▲ 좌측부터 정광운 교수, 고혜윤 대학원생, 위영재 대학원생(사진=전북대)  © 특허뉴스

전북대학교 정광운 교수(공대 고분자나노공학과, 대학원 나노융합공학과) 연구팀이 차세대 통신 기술의 핵심이 될 ‘고방열 저유전 고분자 소재’ 개발에 성공하며 재료과학 분야에 새로운 지평을 열었다. 이 혁신적인 연구 결과는 재료과학 분야 최고 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)'의 표지 논문으로 게재되며 세계적인 주목을 받고 있다.

차세대 통신을 위한 필수 조건, 동시에 만족시키다

5G, 6G 등 차세대 통신 기술은 막대한 양의 데이터를 빠르고 안정적으로 처리해야 한다. 이를 위해 전자 기기의 절연 성능은 물론, 발생되는 열을 효과적으로 관리하는 것이 매우 중요하다. 또한, 환경 문제 해결을 위한 지속가능성 또한 필수적인 요소로 대두되고 있다. 기존 소재들은 이 세 가지 조건을 동시에 만족시키기 어려웠다.

정광운 교수팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 높은 열 전도도를 가지면서도 재활용이 가능한 저유전 고분자(Low Dielectric Polymer, LDP)를 새롭게 합성했다. 연구팀은 방향족 메조겐 단위체와 실란/실록산 기능기를 활용하고, 옥타비닐실세스퀴옥산을 가교제로 도입한 3차원 고분자 네트워크를 설계했다.

압도적인 성능과 친환경성

이러한 독창적인 설계 덕분에 개발된 신소재는 놀라운 성능을 보여준다. : 1-10 GHz 대역에서 유전율 1.79, 유전손실 0.004 수준의 초저유전 특성을 달성했다. 이는 초고주파 통신 환경에서 신호 손실을 최소화하는 데 필수적인 특성이다. 또한 0.89 W/m·K의 높은 열전도도를 동시에 구현하여 전자 기기 내부에서 발생하는 열을 효율적으로 분산시킬 수 있다. 특히 주목할 점은 개발된 저유전 소재가 재가공 및 재활용이 가능하다는 것이다. 이는 지속가능한 전자소재 개발의 중요성이 강조되는 현재, 매우 진보된 환경친화적 특성과 실용성을 보여주는 부분이다.

연구를 주도한 고혜윤, 위영재 대학원생은 "이번 연구는 절연 특성과 열 관리 성능, 재활용성까지 모두 만족시키는 차세대 전자소재 설계 전략을 제시한 것"이라며, "고성능 재료 개발과 동시에 지속가능한 전자소재의 미래를 열 수 있는 계기가 되기를 바란다"고 밝혔다.

이번 연구는 국제적으로 권위 있는 재료과학 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials, IF=18.5, 상위 4.1%)'의 2025년 최신호에 표지논문으로 선정되었다. 정광운 교수팀의 이번 성과는 차세대 통신 기술 발전에 지대한 영향을 미칠 뿐만 아니라, 지속가능한 전자 산업의 미래를 열어갈 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다.