KAIST, 나노입자-튜브 혼성체 개발

향후 촉매, 임상의학, 데이터 저장체 등에 응용

'꿈의 신소재'로 불리는 탄소나노튜브(CNT)에 이종 원소를 첨가해 화학적으로 안정된 나노튜브-마그네타이트 나노입자 혼성체를 합성하는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

교육과학기술부는 강정구(41ㆍ사진) KAIST 교수 연구팀이 코어쉘 형태의 거대 자성 나노입자-나노튜브 혼성체를 합성하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 '어드밴스트 펑셔널 머터리얼즈' 인쇄판 표지논문으로 24일 게재될 예정이다.

자성 나노입자의 크기를 제어하면 촉매, 임상의학, 데이터 저장체 등에 효율적으로 이용할 수 있어 현재까지 관련 기술 개발이 활발히 진행돼왔다.

하지만 복잡한 공정을 통해 제조돼 균일한 크기의 나노입자 제조에 어려움이 있었을 뿐 아니라, 자성 나노입자는 합성 후 외부 화학적 분위기에 의해 자성특성이 변화한다는 문제점이 있었다.

하지만 강 교수 연구팀은 이종 원소가 핵생성에 중요한 역할을 한다는 사실에 착안, 질소가 포함시켜 성장시킨 후 균일한 크기의 마그네타이트 나노입자를 부착시킨 나노입자-나노튜브 혼성체를 합성했다.

다시 이 혼성체 위에 실리카 보호막을 코팅해 화학적 분위기에서 자성특성이 안정적으로 유지되도록 했다. 그 결과, 실리카 보호막을 힙힌 혼성체는 수중에서도 자기장 내에서 자성을 띠는 정도인 자화도가 0.4%만 발생했다.

강 교수는 "이번 연구는 실험 및 이론적 분석을 통해 탄소나노튜브 내 질소의 역할을 밝혔다는 점에서 중요한 의미가 있다"며 "이 기술은 현재 국내 특허 출원 중이고, 미국 특허는 출원 신청하고 있다"고 말했다.