구본흔 교수

프레온 가스 등 유해 기체 냉매를 대체할 친환경 고체 냉각 기술 개발을 목적으로, 더블 페로브스카이트 및 루들스덴-포퍼 화합물의 결정 구조를 정밀 설계하고 원소 도핑(치환) 조건을 정밀 제어하는 연구를 수행하고 있습니다. La1.4-xSmxCa1.6Mn2O7 계열 루들스덴-포퍼 망간 산화물의 구조적·자기적 특성과 자기장 인가에 따른 급격한 자기열량 특성 변화를 규명했으며, 이를 통해 저자장(0.5T~2.5T) 범위에서도 높은 자기열량 효과를 구현하는 원천 소재를 확보했습니다. 관련 연구 성과는 'Structural, magnetic and field-driven abrupt magnetocaloric properties of La1.4-xSmxCa1.6Mn2O7 Ruddlesden-Popper manganites'(Journal of the European Ceramic Society, 2020)에 게재됐습니다. 개발된 소재는 친환경 냉장고, 에어컨, 초전도 자석 냉각 장치, 수소 저장 탱크 등 고체 냉각이 요구되는 다양한 응용처에 적용을 목표로 합니다. 프라세오디뮴 첨가로 자기적 특성을 향상시킨 이중 페로브스카이트 화합물 기술은 ㈜캔들비랩스에 이전됐으며(2020, 2021), 향상된 자기열량 효과와 자기저항을 가지는 페로브스카이트 망간 산화물 기반 세라믹 복합재료 기술은 금호산전㈜에 이전됐습니다(2021).

자동차, 항공기 등 수송기기의 경량화 요구에 대응해 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 합금의 내식성과 내마모성을 강화하는 표면처리 기술을 연구하고 있습니다. Pulse 전원을 정밀 제어하는 플라즈마 전해 산화(PEO) 공정을 통해 세라믹 라이크(Ceramic-like) 산화 피막을 형성하고, 후속 전착 도장 공정을 결합해 내식성과 내마모성을 동시에 확보하는 복합 표면처리 기술을 개발했습니다. 산화 피막의 밀착력을 Cross Cut Test로 평가하고 공정 조건을 최적화함으로써 내마모성을 수배 향상시켰습니다. 관련 특허 '플라즈마 전해 산화법을 이용한 산화막 형성 방법(10-2056412)'은 대성금속에 기술이전됐습니다(2024). 개발 기술은 드론, 항공기 부품, 자동차 내식 부품, 특수 절삭 공구 등 경량 금속 소재의 신뢰성이 중요한 분야에 적용되고 있으며, 삼원테크, 은성 등 지역 기업과 산학협력 및 기술 지원을 통해 실용화 연구를 이어가고 있습니다.

차세대 자성 메모리(MRAM) 소자 및 고기능성 난연 소재 개발을 목표로 기능성 나노소재와 박막 구조를 연구하고 있습니다. 망간-코발트(Mn-Co) 코어-쉘 나노구조의 계면을 정밀 제어하는 기술과, 층상 자기조립 방식인 LbL(Layer-by-Layer) 공정을 이용한 난연 코팅 기술을 핵심 방법론으로 삼고 있습니다. 코어-쉘 나노입자의 계면에서 발생하는 자기적 상호작용과 계면 제어 메커니즘을 규명하는 연구를 지속적으로 수행하고 있으며, 관련 성과는 Journal of the American Ceramic Society 등 Q1급 국제 학술지에 다수 게재됐습니다. 개발된 코어-쉘 나노구조 기술은 차세대 자성 데이터 저장 장치용 소재로, LbL 난연 코팅 기술은 기능성 의류 및 섬유의 난연 처리용 소재로 각각 적용을 목표로 연구가 진행되고 있습니다.