다양한 재료로 가공 가능한 다공성 준결정 물질 나왔다

2012.07.24 00:00
물질의 에너지 흡수를 조절해 일명 ‘에너지 수확기술’의 핵심재료로 쓰일 수 있는 다공성 물질인 메조포러스 준결정 구조에 대한 궁금증이 풀렸다. KAIST EEWS 대학원 오사무 테라사키(Osamu Terasaki) 교수팀이 스웨덴 스톡홀름 대학 연구진과 공동으로 불규칙적인 입자구조를 가지고 있는 다공성 물질인 준결정 메조포러스 실리카 합성에 성공하고, 그 과정을 분석하는 새로운 방법을 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구는 입자가 불규칙하게 배열되는 준결정 현상을 과학적으로 규명하는데 기여하는 한편 나노 구조를 가진 에너지 수확용 신소재 물질 개발에 한 발 다가섰다는 평가를 받고 있다. 준결정(quasicrystal)은 준주기적 결정의 준말로 금속 같이 일정한 규칙으로 배열된 결정 물질과 유리와 같은 비결정 물질의 중간 성질을 가지는 물질로, 지난해 노벨화학상이 수상된 분야이기도 하다. 특히 이번에 연구된 연성물질의 메조포러스 준결정은 광학적 특성을 자유자재로 조절할 수 있는 물질을 만들 수 있어, 이를 활용하면 태양광을 이용한 친환경적 에너지 저장 및 변환 기술 개발에 응용돼 지속가능한 에너지의 저장, 사용 및 재생산 기술 발전에 큰 도움을 줄 것으로 예상된다. 공동 연구팀은 메조포러스 준결정 실리카 합성에 성공한 뒤, 투과전자현미경을 통해 실리카 입자 중앙에 12각형 기둥 모양의 순결정이 형성됐고, 전자회절 무늬에서 12각형의 회전대칭 무늬가 순결정 주위에 형성되는 것을 증명했다. 많은 양의 기공을 지닌 다공성 물질을 준결정으로 제조 하게 되면 기공들의 결정 구조를 타일을 붙이듯 원하는 대로 디자인 하고 성질을 조절하게 되어 다양한 분야에 필요한 새로운 소재를 개발할 수 있게 될 것으로 보인다. 테라사키 교수는 “높은 대칭성을 갖는 준결정의 발견은 물질의 광학적 성질을 쉽게 조절해 가시광 영역대의 빛을 제어할 수 있게 됐다”며 “물질의 광학적 에너지 흡수를 조절 할 수 있는 이 기술은 향후 에너지 수확(energy harvesting)의 핵심기술이 될 수 있을 것”라고 말했다. 이번 연구결과는 ‘네이처’19일자에 실렸다.

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

이 기사 어떠셨어요?

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150