KAIST, 다양한 기능 갖춘 복합체 형성하는 원천기술 개발

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 윤동기 화학과 교수팀이 연성 소재 중 하나인 액정 고분자의 자기조립을 활용해 다공성 액정 고분자 구조체를 제작하고, 여기에 다양한 기능성 나노 입자를 도입해 복합체를 형성하는 원천기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

다양한 기능을 바탕으로 여러 첨단 영역에서 활용 가능하다.

액정 고분자는 높은 내열성과 강도를 지녀 광학 필름이나 코팅 소재로 응용됐는데 최근에는 가스 및 액체 흡착, 약물 전달, 센서 기술 등 분야에도 활용 가능하다는 연구가 보고되고 있다.

다공성 액정 고분자제작 과정 및 액정 분자 배향에 따라 형성된 다공성 구조체

이번 연구에서는 표면 개질, 공간적 한정, 빛, 전기장에 의해 배향이 쉽게 조절되는 액정의 특징을 활용해 액정 고분자 기반 다공성 구조체를 제작했다.

이를 매트릭스로 페로브스카이트, 금속유기골격체 등 다양한 기능성 나노 입자를 도입해 유-무기 복합체를 제작했다.

연구팀은 또한 두 가지 이상 나노 입자들을 도입하는 전략을 제시해 다기능성 복합체 제작이 가능하다는 것을 보였다.

양자점 및 자성 나노입자 도입을 통한 다기능성복합체 제작

기존 다공성 고분자 기반 복합체 제작 연구의 경우, 하나의 기능성 입자를 도입하는 것에 초점이 맞춰져 있고, 두 가지 이상 기능성 도입 연구는 부족하다

연구팀이 이번 연구에서 제안한 다기능성 복합체는 서로 다른 나노 입자들의 기능성을 동시에 가질 수 있어, 기존 기능성 입자들의 활용 범위를 더욱 넓힐 수 있다.

윤동기 교수는 “이 기술은 기존에 알려진 대표적인 무기 입자들을 액정 고분자를 통해 한 번에 제조, 포함할 수 있는 '올인원 솔루션'”이라며 “오염물질 제거, 안정된 디스플레이 소자 개발, 차세대 통신용 인쇄 회로 기판 제조 등에 다기능성을 부여할 수 있다는 점에서 획기적인 기술이라고 할 수 있다”고 언급했다.

이번 연구는 국제 학술지 어드밴스드 머터리얼즈에 지난 11월 22일 자 게재됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com