KIST연구팀 네이처 자매지에 실려

10억분의1을 뜻하는 ‘나노’는 이제 과학은 물론 산업의 전 영역으로 확산되고 있다. 일정 수준 이하로 작아지면 물질은 덩어리로 뭉쳐 있을 때와 전혀 다른 성질을 갖는다. 현재 알려진 물체라도 나노 단위로 제작하면 무한정 새로운 기능을 부여할 수 있다. 불과 10년 전까지만 해도 ‘꿈의 소재’로 불렸던 나노는 이제 휴대전화 부품과 반도체는 물론 각종 소재와 화학물질, 약품에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 현재 나노물질을 만들기 위해서는 일정한 틀 형태인 주형을 만들어 제작하거나, 촉진제를 넣어 금속 결정을 성장시키는 방법이 주로 사용된다. 하지만 이를 실제 제품화하기 위해서는 제작 공정에 사용된 불순물을 제거하거나 과도하게 자란 부분을 깎아내는 등 별도의 공정이 필요했다. 이는 나노제품의 가격을 상승시키는 주원인으로 지목되고 있다. 또 불순문 제거 공정에 사용되는 화학약품은 환경오염의 주범이기도 하다.

한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터와 특성분석센터는 8일 “레고 블록을 조립하듯이 나노입자를 자유롭게 만들어낼 수 있는 기술을 개발했다”고 밝혔다. 연구결과는 네이처의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호에 실렸다.

KIST 연구팀은 주형이나 성장촉진제를 전혀 사용하지 않고 나노 결정 입자를 하나하나 쌓아서 원하는 모양으로 조합해 나가는 방법을 고안해 냈다. 용기를 만든 뒤 그 안에 가돌륨(Gd)과 세륨(Ce)를 가둔 뒤 압력과 열을 가해 액체와 기체 중간 사이의 독특한 유체를 만드는 방식으로 반응시켜 나노 결정을 자유자재로 결합하고 분해할 수 있도록 한 것이다. 안재평 KIST 특성분석센터장은 “다양한 형태의 3차원 나노물질을 오차 없이 만들어 내는 것은 물론 다시 개별 나노핵으로 순차적으로 분해하는 것도 가능하다”면서 “불순물 없는 다차원 나노물질을 쉽게 제조할 수 있어, 각종 나노 공정에 획기적인 변화를 이끌어낼 것”이라고 설명했다.

박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr