지난 7월 23일 우리 학교 신소재공학과 강정구 교수 연구팀이 ‘꿈의 신소재'라고 불리는 탄소나노튜브에 코어ㆍ쉘 구조의 나노입자-나노튜브 혼성체를 합성하는 기술을 개발했다.

기존에도 촉매나 바이오 의약품, 데이터 저장체 등에 이용할 수 있도록 자성 나노입자 크기를 작게 만드는 방법이 꾸준히 개발되고 있었지만, 복잡한 공정 때문에 균일한 크기로 만들지 못한다는 단점이 있었다. 또한, 합성 후 외부 화학적 환경에 의해 자성이 변화되어 원하는 특성을 유지하기 어려웠다.

강정구 교수 연구팀은 방사광 가속기를 통한 X선 흡수 분광 분석과 더불어 질소 가 포함된 탄소 나이트라이드가 균일한 크기의 나노입자 합성에 중요한 역할을 하며 이를 통해 원하는 자성특성을 얻을 수 있다는 것을 밝혔다. 이러한 사실을 바탕으로 연구팀은 이종원소가 나노튜브의 표면에 결함을 생성하지 않고도 핵 생성에 중요한 역할을 할 수 있다는 사실에 주목했다. 우선, 질소가 포함된 탄소 나이트라이드 나노튜브를 성장시키고 균일한 크기의 마그네타이트 나노입자를 부착시킨 나노입자-나노튜브 혼성체를 합성했다. 이러한 나노입자-나노튜브 혼성체 위에 실리카 보호막을 코팅해 화학적 자성 특성이 안정하게 유지되도록 했다. 그 결과, 실리카 보호막을 코팅한 나노입자-나노튜브 혼성체는 수중에서도 0.4%의 자화도 변화만 발생할 정도로 안정한 모습을 보였다.

이 기술은 현재 국내 특허 출원 중이며 미국 특허는 출원 신청 중이다. 실리카 보호막에는 다른 물질들을 치환시키기 쉬워 형ㆍ발광에 응용이 가능하고 혼성체는 촉매, 바이오 의약품, 데이터 저장체 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것이다. 이번 연구 결과는 지난 7월 24일, 과학 잡지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Fu-nctional Materials)' 인쇄판 표지논문으로 게재되기도 했다.