국내 연구진이 새로운 고분자 결합 방식을 이용해 다공성 무기질 소재를 정교하게 만들 수 있는 기술을 개발했다.
KAIST(총장 신성철)는 이진우 생명화학공학과 교수팀이 형상과 구조를 쉽고 정밀하게 제어할 수 있는 '메조다공성 소재 합성 기술'을 개발했다고 5일 밝혔다.
메조다공성 소재는 내부에 2~50나노미터(㎚)의 기공을 다수 지닌 소재다. 표면적이 넓고 기공의 부피가 커 외부 물질을 이동하는데 유리하다. 많은 활성 물질을 담을 수 있어 에너지 전환·저장장치, 약물전달, 촉매 등 다양한 분야에서 기초 소재로 주목 받고 있다.
그러나 합성 절차가 복잡하고 모양 구조 제어도 어렵다. 복수 소재여서 각기 다른 구조를 동시에 제어하기가 어렵기 때문이다. 이로 인해 크기가 다른 주형을 순차 사용하거나 스프레이 같은 별도 기기가 필요했다.
이 교수팀은 '고분자 블렌드'라는 공정을 도입해 문제를 해결했다. 고분자 블렌드는 서로 다른 고분자를 균일하게 섞은 뒤 열처리하는 방법이다. 별도 추가 공정 없이 두 단계만으로 메조다공성 무기 소재 입자를 구현할 수 있다. 고분자 블렌드를 다공성 무기 소재 합성에 적용한 것은 이번이 처음이다.
연구팀은 이를 활용해 메조다공성 입자의 크기와 형상, 기공 구조 및 조성을 정밀 조절하는 실험에 성공했다.
이진우 교수는 “다공성 무기질 소재 입자의 외형뿐만 아니라 내부 기공도 정교하게 설계하는 방법을 제시한 것”이라며 “고용량, 고밀도 배터리에 쓰이는 구형입자 기반 전극 소재 도포물질 제조와 금속 산화물, 탄소, 세라믹, 복합체 등 다양한 물질조성 분야에 적용할 수 있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
