금속 분야에서 화학조성을 변화시키지 않고도 재료 고유의 성질을 뛰어넘는 새로운 결정 개발이 가능할 것으로 기대된다.
성균관대학교는 신현정 에너지과학과 교수 연구팀이 새로운 결정구조의 금나노 와이어 합성에 성공했다고 2일 밝혔다.
신현정 교수와 이선희 연구원은 나노스케일의 제한된 구조 내에서 높은 종횡비를 갖는 금 나노와이어를 성장시켰다. 그 안에서 새로운 결정구조(동질이상)을 발견했다고 설명했다.
동질이상은 물과 얼음, 다이아몬드와 흑연처럼 같은 성질을 갖지만 결정구조가 다른 것을 말한다. 약학에서는 부작용을 줄이기 위해 동질이상이 연구되었으나 금·은·구리와 같은 귀금속이 포함된 재료과학 분야에서는 연구된 바가 거의 없다.
신 교수팀은 온도와 압력이 일정한 상태에서도 새로운 준안정상(metastable phase)이 형성될 수 있는 환경을 제공할 수 있다는 것을 실험적으로 증명했다. 이 준안정상은 투과전자현미경을 이용하여 60°회전 대칭을 갖는 육방비조밀충진(hexagonal non-close-packed) 구조로 확인됐다. 금은 지금껏 백금과 함께 구조적으로 가장 안정된 물질로 알려져 있으며, 현재까지는 면심입방 구조만이 보고되어 있었다.
결정구조의 미세한 변화는 광학적·전기적 특성을 포함한 물리·화학적 특성 변화를 초래하기 때문에 동질이상 제어는 신소재 개발에 있어서 매우 중요하다. 재료과학 분야 세계적 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(IF 19.791)에 지난 4월 20일자 표지논문으로 선정됐다. 이 연구는 한국연구재단의 지원으로 진행됐다.
신현정 교수는 “본 연구를 통해 재료과학 분야 내 나노스케일에서의 동질이상 형성 메커니즘을 규명함으로써 화학조성을 변화시키지 않고서도 재료 고유의 물리·화학적 성질을 뛰어넘는 새로운 소재를 개발할 수 있는 가능성을 마련하였다는 것에 큰 의의가 있다”고 말했다.
문보경 정책 전문기자 okmun@etnews.com
