UNIST "물·기름 이용해 1분 안에 박막 제조 가능"

"강도·유연성·비용 효율성 높아…유연 전극·촉매 등에 응용"

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 복잡한 공정이 필요한 박막 제조를 물과 기름을 이용해 1분 안에 완료할 수 있는 기술을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다.

17일 UNIST에 따르면 에너지화학공학과 구강희 교수팀은 물속에 분산된 기름방울로 촉매 박막 등을 제작할 수 있는 기술을 제시했다.

이 기술은 기름방울 표면에 붙어 있던 나노입자 형태의 박막 원료가 물 위로 떠올라 수면에서 1분 내에 조립되는 방식이다.

박막 원료는 첨가된 과산화수소를 분해해 기포를 발생시키는데, 이 기포에 원료가 흡착되면서 떠오르게 되는 것이다.

박막 두께는 350마이크로미터(㎛·100만분의 1ｍ)부터 정밀하게 조정할 수 있으며, 다양한 원료를 이용해 최대 100㎠ 넓이의 박막을 합성해 낼 수 있다.

이렇게 제작된 박막은 다공성 구조로 표면적이 넓고, 기계적 강도와 유연성이 뛰어난 것으로 나타났다.

특히 이 박막은 기판을 물 아래에서 떠올리는 방식을 통해 손상 없이 쉽게 기판으로 옮길 수 있다.

그동안은 고품질 박막을 제조하더라도 박막을 기판으로 옮기는 과정에서 손상이 발생하기 쉬웠다.

연구팀은 박막을 입체 패턴을 포함한 다양한 형태와 소재의 기판에 옮기는 실험을 통해 이 같은 사실을 입증했다.

마이크로미터 단위의 정교한 패턴의 기판으로도 쉽게 옮겨져 기판을 정밀 코팅할 수 있었다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 또 표면에 백금을 입힌 탄소나노 입자를 원료로 촉매 박막을 제작한 뒤 나뭇잎 위로 옮겨 금을 도금해 굽혀지는 전극을 만들었는데, 전극은 반복적인 굽힘에도 꼬마전구에 불이 들어오게 할 정도로 일관된 전도성을 보였다.

구강희 교수는 "이 기술은 비용 효율성이 높을 뿐만 아니라 다양한 나노입자 조합이 가능하다"며 "기판도 가리지 않아 유연 전극, 촉매, 에너지 저장장치 개발 분야에서 널리 쓰일 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 나노과학 분야 학술지 'ACS 나노'(ACS Nano)에 게재돼 지난달 4일 출판됐다.

연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 나노·미래소재원천기술개발사업, 기초연구실지원사업, 우수신진연구사업의 지원을 받았다.

yongtae@yna.co.kr

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