늘어났다 줄어드는 금 나노선…나노소자로 이용 가능

[아시아경제 노미란 기자]머리카락보다 300배 가느다란 금 나노선이 고무줄처럼 늘어났다 다시 줄어들 수 있다는 연구결과가 나왔다. 금(金) 나노선이 이 같은 변형복원력까지 갖출 경우 초미세 에너지 저장장치, 형상기억 소자, 센서 등으로의 다양한 응용이 가능할 것으로 예상된다. 포항공대 신소재공학과 오상호 교수 연구팀과 카이스트, 독일 에를랑겐(Erlangen) 대학교, 막스플랑크 연구소 및 오스트리아 레오벤(Leoben) 대학교 등의 연구팀은 실시간 투과전자현미경을 이용한 변형실험을 통해 금 나노선의 이 같은 변형복원력이 나노선 내부에 만들어지는 쌍정 때문임을 알아냈다. 나노선을 잡아 당기면 쌍정이 만들어지고 다시 압축시키면 쌍정이 사라져 길이가 늘어났다 다시 줄어들 수 있다는 설명이다.여기서 쌍정이란 물질 내부결함의 일종인 전위(dislocation)가 선형적으로 전파되거나 이차원적으로 움직이면서 형성되는 것이다.금속 나노선은 이론적으로 최대의 기계적 강도를 나타낼 수 있는 구조로 주목받고 있지만, 실험적인 제약으로 컴퓨터 시뮬레이션에 의존해 변형특성에 대한 연구가 이뤄져 왔다. 나노선이 가늘어질수록 강해지는 반면 원하는 형태로의 가공이 어려워지는 원인을 밝히기 위해 나노선의 변형과정을 실시간으로 관찰하는 것이 관건이었다.연구팀은 금 나노선을 3-4회 잡아 당기고 압축시키기를 반복한 결과 금 나노선이 원래 길이보다 40% 길어졌다가 다시 원래 길이로 줄어드는 복원성을 갖는 것을 실시간으로 확인했다. 금속 나노선의 가역적인 변형이 가능하다는 사실은 초미세 센서, 형상기억 소자, 에너지 저장장치와 같은 나노소자로 응용될 수 있다. 오상호 교수는 “나노크기의 금속물질이 최대 40% 정도의 큰 변형량을 반복적으로 수용할 수 있다는 본 연구결과를 토대로 나노재료의 성능과 특성을 실시간 분석하는 연구를 계속할 계획”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 커뮤니케이션스지(Nature Communications) 8일자에 게재됐다. 노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr<ⓒ세계를 보는 창 경제를 보는 눈, 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>