서로 다른 나노 입자 기능 동시에 갖춘 '올인원 솔루션'
(내외방송=정지원 기자) 열과 압력을 잘 견뎌 많은 산업 분야에 활용되고 있는 액정 고분자를 광범위하게 응용할 수 있는 방법이 발표됐다.
최근 KAIST(한국과학기술원)에 따르면, 윤동기 화학과 교수 연구팀이 연성(부드러운) 소재 중 하나인 액정 고분자(분자량이 많음)의 자기조립(스스로 구조를 형성) 성질을 활용해 다공성(구멍이 많은) 액정 고분자 구조체를 제작했다.
이를 통해 다양한 나노입자를 도입해 복합체를 형성할 수 있는 원천기술을 개발했다.
액정 고분자는 녹아있는 상태에서 고체와 액체의 중간 상태를 띠는 액정 성질을 띤다. 높은 내열성(고온에서도 잘 견딤)과 강도를 갖고 있어 광학 필름이나 코팅 소재, 가스와 액체 흡착, 약물 전달, 센서 기술 등 다양한 분야에 활용되고 있다.
연구팀은 빛이나 전기장 등으로 배향(고분자 사슬이 일정한 방향으로 배열)을 쉽게 조절할 수 있는 액정의 특성을 토대로 액정 고분자 기반 다공성 구조체를 만들었다.
여기에 페로브스카이트(부도체, 반도체, 도체 성질과 초전도 현상을 보이는 금속 산화물)와 금속유기골격체(금속과 유기물이 결합한 구조), 퀀텀닷(초미세 반도체 입자) 등 다양한 기능성 나노입자 도입으로 유기(탄소 포함 물질)-무기 복합체를 제작했다.
기존 연구에서는 하나의 기능성 입자 도입에 초점이 맞춰졌지만, 이번 연구는 두 가지 이상의 나노입자들을 도입했다.
연구팀이 제안한 다기능성 복합체는 서로 다른 나노입자들의 기능을 동시에 갖기 때문에 활용 범위를 넓힐 수 있다.
윤 교수는 "이 기술은 무기 입자들을 액정 고분자를 통해 한번에 복합체를 제조할 수 있는 '올인원 솔루션'으로 오염물질 제거와 안정된 디스플레이 소자 개발, 차세대 통신용 인쇄회로 기판 제조 등에 다기능성을 부여할 수 있다"고 말했다.
이근중, 박건형 박사과정 등이 참여한 이번 연구는 과학기술정보통신부 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)'에 최근 게재됐다(논문명: Universal Strategy for Inorganic Nanoparticle Incorporation into Mesoporous Liquid Crystal Polymer Particles).
