물-기름 ‘상극’인 물질 결합시켜 나노복합체 개발

2014.12.11 18:00
설폰산으로 유도된 물질과 올레익산으로 안정화된 산화철 나노입자의 양친성 층상 조립 박막 제조 과정의 모식도 - 고려대 화공생명공학과 제공
설폰산으로 유도된 물질과 올레익산으로 안정화된 산화철 나노입자의 양친성 층상 조립 박막 제조 과정의 모식도 - 고려대 화공생명공학과 제공

 

 

국내 연구팀이 화학적 성질이 완전히 다른 물질을 결합시키는 방법을 개발해 신개념 나노복합체를 개발하는 데 성공했다.


조진한 고려대 화공생명공학과 교수팀은 물과 기름처럼 극성의 유무 때문에 서로 섞이지 않는 물질을 넘나들 수 있는 다기능성 나노복합체를 개발했다고 11일 밝혔다.


극성이 없는(무극성) 무기 나노입자는 결정 모양이 균일하고 고농도로 합성할 수 있어 기능성 필름소자 제작에 널리 쓰인다. 하지만 탄소나노튜브나 그래핀 같은 물질과 결합시키려면 입자 표면을 바꾸는 추가 과정이 필요하고 흡착량마저 낮은 한계가 있었다.


연구팀은 추가 공정 없이 무극성 나노입자와 수용액에 분산된 극성물질을 직접 결합시키는 방식으로 다층 박막을 만드는 데 성공했다. 고분자나 탄소기반 물질이 가지고 있는 작용기와 무기 나노입자 표면 사이의 결합력을 이용한 덕분에 탄소나노튜브나 그래핀과도 견고하게 결합시킬 수 있었다.


연구팀은 이렇게 만든 나노복합체를 반복적으로 쌓아 에너지 저장장치로 쓰이는 슈퍼커패시터 전극을 만들었다. 이 전극은 기존 전극보다 에너지 저장능력이 2배 이상 높았으며 1000번 구동한 뒤에도 성능이 93% 이상을 유지하는 것으로 나타났다.


조 교수는 “극성과 무극성이라는 서로 전혀 다른 화학성질을 가지는 물질로 나노복합체 박막을 만드는 방법을 찾은 데 의의가 있다”며 “바이오센서나 광학용 소자 등 다양하게 쓰일 수 있을 것”이라고 설명했다.

 

이 연구결과는 ‘미국화학회지(JACS)’ 지난달 26일자에 실렸다.

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