DGIST, 전기·물 없이 열 식히는 ‘스스로 냉각 필름’ 개발...AI 데이터센터 열관리 기대

AI(인공지능) 기술 확산으로 전자기기의 발열 문제가 커지는 가운데, 전기와 물을 사용하지 않고 공기 중 수분으로 스스로 열을 식히는 냉각 필름이 개발됐다.대구경북과학기술원(이하 DGIST) 화학물리학과 김성균 교수 연구팀은 공기 중 수분을 흡수·저장한 뒤 열이 발생하면 이를 증발시켜 전자기기 표면을 냉각하는 수동 냉각 필름 소재를 개발했다고 6일 밝혔다.최근 AI 데이터센터와 모바일 기기, 전기차 배터리 등의 열관리 수요가 커지고 있지만 기존 능동 냉각 방식은 전력과 냉각수가 필요하고 장치가 복잡하다는 한계가 있다.연구팀은 수분 저장 능력이 뛰어난 나노셀룰로오스와 강한 흡습성을 가진 유기 이온성 분자를 결합해 유연하면서도 접착력이 높은 필름 소재를 구현했다.개발된 필름은 건조한 환경에서도 공기 중 수분을 흡수해 저장하고, 기기에서 열이 발생하면 저장된 수분을 증발시켜 표면 온도를 낮춘다. 금속과 반도체, 유리 등 다양한 표면에 밀착할 수 있으며 수분을 머금은 상태에서도 부식을 일으키지 않는 것이 특징이다.실제 전자기기 작동 환경에서 진행한 실험에서는 12시간 이상 냉각 성능을 유지했으며 표면 온도를 최대 18.2℃ 낮추는 성능을 확인했다. 72.3℃였던 표면 온도가 54.1℃까지 떨어졌다.김성균 교수는 “기존 수동 냉각 소재의 부식성, 유연성, 접착성 부족 등의 한계를 극복할 수 있는 방향성을 제시했다”며 “전자기기 열관리 분야에 새로운 가능성을 제시한 연구”라고 말했다.이번 연구는 과학기술정보통신부 개인기초연구사업과 DGIST 국제공동연구사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제 학술지 ‘Small Structures’에 지난 9월 게재됐다