- 음파와 전기 신호 제어만으로 발열 표면에 발생한 기포 분리와 제거 기술 개발

- 미국 물리학회 저널 “Advances” 게재 및 저널 에디터 우수 논문 선정 

명지대학교(총장 유병진) 기계공학과 정상국 교수 연구팀(현영빈, 이강용, 장대성 연구원)이 컴퓨터 CPU와 같은 고사양 전자제품의 발열 문제를 해결하기 위한 기술을 개발했다.

컴퓨터 CPU, 그래픽 카드와 같은 전자 부품은 구동할 때 많은 열이 발생한다. 전자 부품의 발열 문제는 부품 구동에 성능 저하를 일으킨다. 이와 같은 고사양 전자제품의 발열 문제를 효율적으로 제어하기 위해 최근 특수 액체를 이용하는 방식이 대두되고 있다. 하지만 해당 방식의 경우, 지속적으로 열을 제어하는 과정에서 발열 면에 기포가 발생하며, 이렇게 쌓이게 되는 기포들은 발열 제어에 방해 요인이 된다. 해당 문제를 해결하기 위해 기포가 발생하는 발열 면에 미세 구조물을 제작하거나 외부에너지를 이용하여 기포를 제거하는 연구가 활발히 수행되고 있으나, 이는 전력 소모가 크다는 문제를 갖고 있다.

<그림 전기와 소리를 이용한 기포 제거 기술의 도식도>

정상국 교수 연구팀은 전력 소모가 큰 기존 방식들과 달리, 음파와 전기 신호 제어만을 이용하여 발열 표면에 발생한 기포 제거 및 열전달 향상 등 획기적으로 발열을 제어하는 기술을 개발하였다. 본 기술을 활용하면 전기 신호를 이용해 발열 면으로부터 기포를 분리하는 동시에, 음파를 이용해 기포를 완전히 제거할 수 있다. 두 가지 미세 유체 구동 기술을 기반으로 한 본 기술은 우수한 기포 제거 성능을 가지고 있어, 발열 면에 발생한 다양한 크기의 기포들을 1초 이내에 완전히 제거할 수 있다는 장점이 있다.

한국연구재단과 한국산업기술진흥원의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 지난 8월 미국 물리학회 ‘ADVANCES’ 저널(연구논문: ‘Bubble removal by electric and acoustic actuation for heat transfer enhancement’)에 게재되었고, 학회 우수 논문으로 선정되어 저널 메인에 소개되었다. 또한, 미국 물리학회 ‘SCILIGHT PRESS‘ 메인 홈페이지에도 소개되어 이목을 끌고 있다.