척척박사 연구소

척척박사 연구소과학이야기제목별로 보기해설이 있는 과학

해설이 있는 과학

최신 소식 속에 담긴 다양한 과학정보에 대한 해설입니다.

꿈의 신소재 3형제, 국내서 응용 연구 잇달아






세계적으로 경쟁이 치열한 ‘탄소나노물질 응용’에 우리나라가 박차를 가했다. 탄소나노물질 3형제인 ‘탄소나노튜브(CNT)-풀러렌-그래핀’ 연구가 국내에서 잇달아 성공했기 때문이다. 이들 물질은 다이아몬드보다 강도가 세면서도 전기를 잘 통하고 유연해 ‘꿈의 신소재’로 불린다.

CNT와 그래핀을 3차원 형태로 조립하는 기술은 KAIST 연구팀이 성공했다. KAIST는 김상욱 신소재공학과 교수팀이 ‘분자조립 나노기술’로 그래핀과 CNT를 입체 형태로 만드는데 성공했다고 25일 밝혔다. 분자조립 나노기술은 원하는 모양으로 개별 입자가 달라붙도록 제어하는 기술이다.

김 교수팀은 값싼 천연 흑연에서 탄소 원자를 분리한 뒤 입체 형태의 그래핀과 CNT를 조립했다. 또한 이 과정에서 평면 형태의 순도가 높은 그래핀을 얻어내는 데도 성공했다. 그래핀과 CNT는 자연 상태에서 뭉쳐있거나 층을 이루고 있어 개별적으로 분리하기 어려운 문제점이 있었다.

김 교수는 “이번 연구로 그래핀과 CNT가 차세대 이차전지, 태양전지, 디스플레이 장비에 응용할 수 있는 원천기술을 확보했다”고 밝혔다. 이번 연구는 신소재분야 국제학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 22일자에 게재됐다.

한편 축구공 모양의 탄소나노물질인 ‘풀러렌’이 자석으로 바뀌는 원리는 고려대 연구팀이 규명했다. 교육과학기술부는 25일 이철의 고려대 물리학과 교수팀이 풀러렌에 수소가 홀수(1, 3, 5, 7…) 개 붙으면 자석이 되는 현상을 발견했다고 밝혔다. 풀러렌은 탄소원자 60개가 모여 1nm(나노미터·1nm=10억분의 1m) 크기의 축구공 형태를 이룬 물질이다.

이 교수팀은 풀러렌에 수소가 붙을 때의 변화를 관찰했다. 풀러렌에 수소가 붙으면 전자(-)가 생성된다. 전자들은 서로 영향을 미치며 자성을 가진 ‘에너지띠’를 만든다. 이 에너지띠가 풀러렌을 영구자석으로 만드는 셈이다. 이 교수팀은 수소 홀수 개가 붙으면 개수에 상관없이 동일한 세기의 자성을 가지며 수소가 짝수 개 붙으면 자성을 띠지 않는다는 사실도 밝혔다.

이 교수는 “1nm에 불과한 풀러렌을 자석으로 만들면 차세대 자기공명영상(MRI) 장비의 조영제 등으로 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 물리학 분야 국제학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 22일자에 게재됐다.

 

 



전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com



관련주제가 없습니다.
내과학상자담기  E-MAIL 프린트 카카오스토리 트위터 페이스북 RSS
관련 콘텐츠가 없습니다.

나도 한마디 0개의 댓글이 있습니다.

등록하기

목록


내 당근 보러가기

내 뱃지 보러가기

TOP