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유리가 빛·오염물질 ‘스스로 차단’ 하네

  외부에서 들어오는 빛과 먼지를 스스로 차단하고, 물로 닦지 않아도 항상 깨끗함을 유지할 수 있는 ‘자가세정’이 가능한 미래형 창문 ‘스마트윈도우’가 한 걸음 가까이 다가왔다.

 

   KAIST 기계공학과 박인규 교수팀은 자가세정 효율이 높은 광촉매 필름을 만들어 스마트윈도우 구현 가능성을 높였다고 14일 밝혔다.

 

   광촉매 필름은 빛을 받으면 전자를 이동시켜 오염물질을 스스로 분해할 수 있는 물질. 보통 이산화티타늄(TiO2)으로 만드는데, 이를 스마트윈도우로 쓰기 위해 반투명 ‘겔’ 상태로 만들면 전자가 잘 전달되지 않아 자가세정 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 

 

 

1월 7일자

▲  1월 7일자 '나노스케일' 표지. KAIST 연구진이 개발한 새로운 광촉매 필름의 제조과정이다.

빛을 받으면 일렬로 배열된 은 나노선 사이에서 전자공명이 일어나 전자기장이 증폭된다.

고효율 광촉매 필름은 '스마트윈도우' 등에 활용될 수 있다. 

 

 

   연구팀은 이 같은 문제를 ‘전기도금’으로 해결했다.

 

  금속 은(Ag) 나노선을 일렬로 배열한 후 겔 상태의 이산화티타늄을 감싼 것이다. 이렇게 만든 물질에 빛을 쪼이면 배열된 은 나노선 사이에서 전자공명이 일어나 전자기장이 증폭돼 전자를 더 많이 전달하는 것을 관찰할 수 있었다.

 

  연구팀은 은 나노선을 배열할 때 여러 방향으로 기울이며 경사각도를 조절해 본 결과, 표면에 평행하게 은 나노선을 배열할 때 전자공명이 가장 활발하게 일어나는 것도 발견했다. 경사각 0도로 은 나노선을 배열했을 때 광촉매의 효율성이 가장 높다는 말이다.

 

  박인규 교수는 “새로운 기술을 이용해 만든 광촉매 필름은 기존 겔 이산화티타늄 필름보다 효율이 3배나 높았다”며 “나노선을 배열할 때 도장처럼 찍어낼 수 있는 기술인 ‘나노임프린트 기술’을 이용해 한번에 대면적 광촉매 필름을 만들수도 있다”고 밝혔다.

 

  이 연구 결과는 나노분야 권위지 ‘나노스케일’ 1월 7일자 표지논문으로 선정됐다.

 

 

 동아사이언스 최새미 기자 saemi@donga.com

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