▣ 액체 내에서 성장하는 결정을 원자단위로 분석하는 원천기술 개발


국내 연구진이 신소재 그래핀을 이용해 액체를 원자단위까지 관찰하고 분석하는 기술을 개발했다.

카이스트(총장 서남표)는 이정용 신소재공학과 교수 연구팀이 그래핀을 이용해 액체 내에서 성장하는 결정을 원자단위로 분석하는 원천기술을 개발하는데 성공했다고 6일 발표했다.

이번 연구는 카이스트 신소재공학과 이정용 교수의 지도 아래 육종민 박사(제1저자)가 쓴 박사학위 논문으로 미국 UC버클리대 알리비사토스 교수, 제틀 교수와 공동으로 수행했다. 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스' 4월호에 실렸다.

이번에 개발된 기술을 이용하면 액체가 고체로 결정화하는 작동원리를 확인할 수 있다. 또한 ▲나노 크기의 재료 제조 ▲전지 내에서 전해질과 전극 사이의 반응 ▲액체 내 각종 촉매 반응 ▲혈액 속 바이러스 분석 ▲몸 속 결석의 형성과정 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

투과전자현미경은 계면의 결정구조와 격자결함 등 원자단위까지 분석이 가능해 최근 다양한 종류의 차세대 신소재 연구에 필수적인 장비다.

그러나 투과전자현미경은 10-2~10-4기압(atm)의 고진공상태에서 사용하기 때문에 액체는 고정이 되지 않고 즉시 공중으로 분해돼 관찰할 수 없었다. 게다가 투과전자현미경의 원리상 전자빔이 수백 나노미터(nm) 이하의 시편을 투과해야 되는데 액체를 그만큼 얇게 만드는 것은 매우 어려웠다.

이정용 교수 연구팀은 신소재 그래핀을 이용, 수백 나노미터 두께로 액체를 가두는 데 성공해 이러한 문제들을 해결했다.


그래핀은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어낸 탄소나노물질로, 두께가 0.34nm이다. 그래핀은 지금까지 합성할 수 있는 물질 중 가장 얇은 물질인 동시에 강도가 매우 뛰어나 투과전자현미경 같은 고진공 환경에서도 액체를 고정시킬 수 있다.

연구팀은 이 방법을 이용해 액체 안에서 원자단위로 백금 결정들이 형성되는 과정과 성장과정을 관찰하는 데 성공했다.

이정용 교수는 "이번 연구 결과는 액체 속에서 일어나는 많은 과학현상들을 원자단위로 규명할 수 있는 원천기술로 평가받고 있다"며 "사람의 혈액 속에서 일어나는 유기물이나 무기물의 반응들까지도 규명할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.


<출처> iNews24, 2012.04.06

Posted by TopARA

댓글을 달아 주세요