국내 연구진이 흑린(Black Phosphorus, BP)을 이용한 광촉매를 세계 처음 제조하는 데 성공했다.
한국기초과학지원연구원(원장 정광화)은 환경소재분석본부 이주한·이현욱 박사 연구팀이 가천대학교(총장 이길여) 이영철 교수와 학연 공동연구로 이 같은 성과를 냈다고 11일 밝혔다.
연구진이 제조한 광촉매 재료는 안정적이고 활성이 뛰어난 ‘흑린-이산화티탄(TiO2)’이다. 물속에서도 안정적이고, 활성이 뛰어나다는 것을 확인했다. 가시광선 파장대를 가져 기존 광촉매 대비 효율을 획기적으로 개선했다.
이번 연구의 핵심은 흑린을 화학적인 방법으로 박리하는 방법이다. 연구진은 반응성 좋은 용매와 초음파를 이용해 흑린을 벗겨 냈다.
세계 각국 연구자들이 그래핀을 대체할 물질로 반도체인 흑린에 주목하고 있다. 그러나 흑린은 그래핀을 떼어내는 데 쓰는 테이프를 이용한 방식으로는 박리가 안 돼 연구진도가 지지부진했다.
연구진은 또 추가공정 없이 TiO2입자의 수분 불안정성을 저가의 졸-겔 반응에 의한 금속산화물 치환법으로 해결했다.
이 연구결과는 네이처 자매지 사이언티픽리포츠 온라인 최신판에 게재됐다.
이주한 박사는 “그래핀을 대체하거나 보완할 수 있는 저차원 나노물질 연구결과”라며 “향후 광촉매나 반도체, 디스플레이 등에 다양하게 활용될 것”으로 기대했다.
이영철 가천대 교수는 “스마트 약물전달체 등과 같은 의료분야에도 응용 가능할 것”으로 내다봤다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
