에어로젤 파우더 , 전시 /교육용 블록 판매

에어로젤은 공기보다 약 3배 무거운 것으로 알려진 다공성 초경량 고체입니다. 기술 수준에 따라 최대 99%가 공기로 이루어진 나노 기공 구조를 가지며, 이 독특한 구조 덕분에 우수한 단열 성능과 초경량 특성을 제공하여 세상에서 가장 가벼운 고체로 기네스북에 등재되기도 했습니다. 특히 에어로젤 메트(섬유)는 기존 단열재에 비해 최대 4배의 단열 효율을 제공하는데, 이로 인해 건축 단열재, 전자 부품, 항공우주 기술, 에너지 저장 장치 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 단열 특성 외에 나노 크기의 초 다공 구조는 다른 소재와 결합할 경우 다양한 특성을 구현할 수 있어 첨단 소재로서의 역할도 주목받고 있습니다.

• 초경량 : 최소 공기보다 약 3배 무거움.
• 초단열 : 기존 단열재 대비 최대 4배 효율.
• 초다공성 : 최대 99% 공기로 이루어진 나노 기공 구조.
• 초소수성 : 접촉각이 최대 160도로 물에 젖지 않아 초소수성 코팅재로 활용 가능.
• 광범위한 응용성 : 건축, 전자, 에너지, 우주항공 등 첨단 분야의 소재로 활용.

참고1) 일반적으로 에어로젤이라고 하면 실리카(SiO2)에어로젤을 의미합니다. 에어로젤은 나노기공 구조를 의미하는데, 이론 적으로는 모든 소재가 에어로젤 구조가 가능합니다. 예)나일론 에어로젤, 폴리이미드 에어로젤, 지르코니아 에어로젤.

참고2) 에어로젤’이라고 하면
①검색을 통해 본 직사각의 구름 혹은 연기모양의 형상,
②하얀가루,
③섬유형태의 부직포 메트
이상 3가지를 떠 올리게 됩니다.

공기가 최대 99%인 고체가 만들어지고 이를 분쇄하면 미세한 파우더형태를 얻을 수 있습니다. 고체 그대로를 사용하는 경우 드물고 파우더를 뭔가와 혼합하여 사용하게 됩니다. 그런데 섬유형태의 부직포는 섬유부직포의 섬유줄기 혹은 사이에 에어로젤이 붙어 있는 구조입니다. 에어로젤 블록(파우더)제조공정과 에어로젤 부직포 제조공정은 원리는 동일하지만 서로 다른 공정을 거치게 됩니다. 그래서 (초임계)에러로젤 메트를 생산하는 회사에 에어로젤 파우더가 제품으로 판매되지 않는 곳이 많습니다.

참고3) 대표적인 (실리카)에어로젤 제조방법인 초임계 에어로젤(파우더)제조 공정을 간단히 설명하면 다음과 같습니다.

- 실리카 전구체(예: TEOS)를 물과 알코올과 반응시켜 졸(sol)을 형성하고, 이를 젤(gel)로 전환합니다.
- 젤 내부의 물을 에탄올과 같은 용매로 치환한 후, 액화된 CO₂로 다시 교체합니다.
- 젤과 치환된 CO₂를 고온·고압 상태로 가열하여 초임계 상태를 만들고, 이때 모세관력이 제거되어 젤의 기공 구조가 유지됩니다.
- 초임계 상태의 CO₂를 천천히 감압하여 배출하면, 고공극률과 낮은 밀도의 SiO₂ 에어로젤(블록)이 생성됩니다.
- 에어로젤 블록을 분쇄하여 에어로젤 파우더를 얻고 표면처리를 통해 초소수성 특성을 얻는다.

참고4) 에어로젤의 열전도율(0.020W/mK)이 공기의 열전도율(0.025W/mK)보다 낮은 이유는 다음과 같습니다.
- 나노 크기의 기공 구조: 공기 분자의 평균 자유 경로보다 작은 나노 기공으로 열전달 감소.
- 대류 차단: 미세한 기공 구조로 공기의 순환을 억제하여 대류에 의한 열전달 차단.
- 전도 억제: 에어로젤은 최대 99%가 공기로 구성되며(1%만 고체), 고체 열전도 경로가 최소화됨.
- 복사 차단: 탄소 첨가 시 적외선 복사를 흡수하여 복사에 의한 열전달 감소.

참고5)

물질	열전도율 (W/m·K)
에어로젤 부직포	0.02
스티로폼	0.03 ~ 0.04
글라스울	0.035 ~ 0.045
공기	0.025
플라스틱 판	0.2 ~ 0.3
나무	0.1 ~ 0.3
고무	0.1 ~ 0.2
유리	0.8 ~ 1.0
스텐	15 ~ 20
강철	45 ~ 50
알루미늄	200 ~ 230
동	380 ~ 400

참고6) 단열이란? : 열전도(고체 내 열 이동)를 최소화하고, 대류(유체 내 열 순환)를 억제하며, 복사(전자기파 형태의 열 전달)를 반사 또는 흡수 차단하여 열이 한 영역에서 다른 영역으로 전달되는 것을 방지하는 과정입니다.