Polyurethane (PU)-based nanocomposites were developed to protect the leading edge of wind turbine blades from erosion and to enhance de-icing performance. By incorporating a carbon nanotube (CNT)/reduced graphene oxide (rGO) hybrid with SiO₂ and Al₂O₃, mechanical and thermal properties unattainable with single fillers were simultaneously improved. At optimal concentrations (0.1 wt% SiO₂, 0.05 wt% Al₂O₃), the nanocomposites exhibited a 25-35% improvement in tensile elongation, an 80-100% increase in adhesion strength, and a 75-85% reduction in erosion depth compared to pure PU. CNT/rGO also improved photothermal effect by 10% compared to PU under simulated solar radiation. Even with 0.1 wt% SiO₂ or 0.05 wt% Al₂O₃ loading, photothermal effect remained comparable to that of CNT/rGO-only system.

풍력 터빈 블레이드 리딩 엣지의 침식을 방지하고 제빙 성능을 강화하기 위해 폴리우레탄(PU) 기반 나노복합재를 제작하였다. 이를 위해 carbon nanotube(CNT)/reduced graphene oxide(rGO) 분말 하이브리드 용액에 SiO₂ 또는 Al₂O₃ 분말을 복합화하여 단일 분말만으로는 달성하기 어려운 기계적·열적 특성을 동시에 개선하고자 하였다. 최적 조건(0.1 wt% SiO₂, 0.05 wt% Al₂O₂)에서 제조된 PU 나노복합재는 순수 PU 대비 연신율이 약 25-35% 향상되었고, 부착 강도는 약 80-100% 증가했으며, 침식 깊이는 약 75-85% 감소하는 우수한 성능을 보였다. 또한, CNT/rGO 분말이 첨가된 PU는 광열 효과가 순수 PU 대비 약 10% 높았고, 0.1 wt% SiO₂ 또는 0.05 wt% Al₂O₃를 추가로 첨가하더라도 광열 성능은 CNT/rGO 단일 시스템과 유사한 수준을 유지하였다. 이러한 결과는 다기능성 나노입자를 복합화함으로써 침식 저항성, 기계적 강도, 제빙 성능을 동시에 향상시키는 고성능 PU 나노복합재로서의 잠재력을 보여준다.

Keywords: polyurethane nanocomposites, carbon nanotube, reduced graphene oxide, silicon oxide, aluminium oxide, erosion resistance, deicing performance.