그래핀은 열전도율이 높은데 왜 단열재로 사용되나요?
열 전도율이 높은데 어떻게 열을 가둬두는 단열재로서 기능하는 건가요? 또 그래핀이 열 전도성이 높은 이유도 학생 입장에서 간단히 설명해주세요…ㅠㅠ
안녕하세요. 유순혁 전문가입니다.
그래핀은 열 전도율이 높지만, 다공성 구조로 가공되면 열전달을 막아 단열재로 사용됩니다. 그래핀의 열 전도성은 탄소 원자들이 육각형 구조로 연결되어 열 진동이 빠르게 전달되기 때문이죠!
다공성 구조는 열 전달 경로를 차단하거나 복잡하게 만들어 단열 효과를 발휘합니다~! 이로 인해 그래핀은 열전도와 단열 특성을 모두 활용할 수 있는 것 입니다!
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
그래핀이 단열재로 사용되는 이유는 열전도율이 높은 본질적 특성 외에 열의 전달 방식과 그래핀 소재의 구조적 특성에 있습니다. 그래핀 자체는 열전도율이 매우 높아 열을 효과적으로 전달할 수 있지만 이를 다공성 구조로 설계하거나 공기와 결합한 형태로 사용하면 열 전달 경로가 방해를 받아 단열 효과를 발휘합니다. 특히 공기가 열을 잘 전달하지 못하는 성질을 활용해 열 이동을 억제하는 구조로 설계됩니다. 한편 그래핀이 열전도성이 높은 이유는 탄소 원자들이 강력한 공유 결합으로 이루어진 2차원 구조 덕분에 포논이 저항 없이 빠르게 이동할 수 있기 때문입니다.
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.
열전도율이 높아도 열이 빠져나가지 못하게 공기층을 형성하거나 다공성 구조를 이용하면 단열재로 작동할 수 있습니다.
그래핀은 탄소 원자가 육각형 배열을 이루며 강한 결합을 형성해 진동 에너지가 효율적으로 전달되므로 열전도성이
높습니다. 이는 전도 과정에서 결함이 적고 자유로운 격자 진동 덕분입니다.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.
그래핀은 단일층의 탄소 원자가 육각형 격자로 배열된 물질로, 열전도율이 매우 높습니다. 따라서 열 전달 속도가 빠릅니다. 하지만 그래핀을 단열재로 사용할 때는 그래핀 시트를 다층으로 쌓거나 공극이 있는 거품 형태의 구조로 만들어 활용합니다. 이런 구조는 열의 전파를 줄이고 공기층이 열을 가두는 역할을 하여 단열 효과를 발휘합니다. 그래핀이 열 전도성이 높은 이유는 탄소 원자 간의 강한 공유 결합과 결합의 규칙성 때문으로, 이는 열과 전기를 효율적으로 전달합니다.
제 답변이 도움이 되셨길 바랍니다.
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다. 그래핀은 열 전도율이 높은 재료로 알려져 있지만, 다양한 형태로 조작하여 단열재로도 활용될 수 있습니다. 다층 구조의 그래핀은 공기 포켓을 형성하여 열의 전달을 막아주는 역할을 할 수 있습니다. 그래핀이 열 전도성이 높은 이유는 그 독특한 결정 구조에 있습니다. 탄소 원자들이 육각형 모양으로 결합된 2차원 평면 구조가 전자와 열의 이동을 매우 빠르게 합니다. 이 구조 덕분에 전기와 열이 그래핀 내에서 빠르게 이동할 수 있습니다. 질문자님의 궁금증이 조금이나마 풀리셨길 바라며, 좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다 :)
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
그래핀은 열전도율이 높지만 구조에 따라 열 전달을 차단할 수 있습니다.
다공성 구조로 공기를 가둬 단열 효과를 내게 됩니다.
열 전도성은 탄소원자의 강한 결합과 2D 구조 덕분입니다.
감사합니다.