나노분말의 시대

　우리 주변에서 익히 접해온 분말(Powder Materials)이나 가루는 물에 녹이거나 원하는 형태를 만들기 위해 재료를 잘게 쪼개놓은 것이다. 이들 분말이 10억분의 1을 뜻하는 나노 크기로 쪼개지면 어떤 현상이 나타날까.

　분말의 입자가 나노미터 수준으로 작아지면 상대적으로 입자 표면의 면적이 크게 증가한다. 나노 분말은 거대한 표면적과 미세한 결정 효과로 다양한 물리·화학적 특성을 갖는다. 예를 들어 입자의 크기가 작아질수록 재료는 점점 더 단단해지는 고강도 성질을 띠게 된다. 또 넓은 표면적은 화학적 반응성이 높아 촉매나 가스 센서로도 활용될 수 있다.

　파우더로도 불리는 분말재료는 보통 수백마이크로미터에서 머리카락 두께의 10만분의 1 정도인 나노미터급으로 다양하며 기계·전자·전기·통신·의약품 등 여러 분야에서 기초재료로 사용되고 있다.

　특히 100㎚ 이하의 미세 입자로 구성돼 전자현미경으로만 관찰할 수 있는 나노 분말을 응용한 제품은 날로 늘고 있는 추세다. 반도체·디스플레이를 비롯해 자동차·우주항공·바이오 등 첨단 산업 분야에서 새로운 기능을 구현하기 위한 연구가 활발하며 자동차 부품이나 내장재·금속공구·전자센서·환경필터 등의 제품은 기존 소재와 결합된 복합 소재화로 상용화가 상당히 진척된 상황이다.

　김용진 한국기계연구원 박사는 “분말 재료는 고기능 구조용 소재나 초정밀 부품·신기능 소자·환경 에너지 소재·의료용 시약 등 활용 분야를 넓혀가며 유비쿼터스 실현과 삶의 질 제고에 크게 기여할 것”이라며 “산업적으로도 분말 재료의 국산화로 수백억원 규모의 수입 대체 효과가 기대된다”고 밝혔다.

　이정환기자@전자신문, victolee@