기계연, 나노구조물 공중에 띄워 만드는 신기술 개발

최대근 나노공정연구실 박사팀, “100nm 이하의 박막 구조물을 자유지지 형태로 만드는 데 성공”

나노구조물을 공중에 띄워 만드는 새 기술을 개발한 최대근 기계연구원 박사.

[아시아경제 이영철 기자] 전사방식을 통해 나노구조물을 공중에 띄운 형태(자유지지 박막 형태)로 만드는 기술이 국내 처음 개발됐다.

자유지지 박막 제조에 대한 국내외의 연구가 아직 초기단계여서 나노구조물제작에서 가장 앞선 기술이다.

한국기계연구원(원장 최태인)은 나노공정연구실 최대근 박사팀이 연구원 주요 사업인 ‘나노·마이크로 복합구조공정 및 응용기술’을 통해 전사공정을 이용, 나노선(nanowire) 및 나노다공성막을 자유지지 모양으로 만드는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 먼저 지지대 역할의 기둥을 만든 뒤 부드러운 기판위에 나노구조물을 코팅하고 알맞은 온도 및 가압조건에서 지지대기둥에 나노구조물을 위에서 붙이는 방식의 전사공정으로 100nm 이하의 박막구조물을 자유지지형태로 만드는 데 성공했다.

일반평면에 기능성 나노물질을 직접 전사하는 기존의 기술은 저온공정이 가능해 디스플레이, 나노발전기, 유기트랜지스터 및 센서 등 여러 분야에 적용돼 왔으나 소재들이 평면 위의 기판과 접촉하고 있어 기판과 측정대상물질과의 상호교란을 완벽히 막기가 매우 어렵다는 단점이 있었다.

하지만 나노구조물을 자유지지 형태로 만들면 기존 기술의 장점은 물론 바닥에 붙지 않아 기판과의 교란 없이 나노 박막 신소재의 전기적·기계적 물성을 정확히 측정할 수 있다. 때문에 물성측정과 관련된 기초학문분야에 이바지할 전망이다.

또 겉면적이 넓어져 바이오 및 가스센서 등의 민감도를 높일 수 있는 장점도 있다. 이밖에도 자유지지 모양의 구조적 특징으로 미세진동(떨림)이 가능해졌다.

기존 ‘자유지지 형태’기술은 비싸고 많은 시간이 걸리며 대량생산이 어렵거나 재료 활용이 제한적이었다.

반면 기계연구원 기술은 적은 비용으로 대량생산할 수 있으며 정밀도까지 높아 다양한 곳에 쓰일 것으로 보인다.

최대근 박사는 “기판구조물 형태, 전사온도, 가압조건에 따라 나타나는 갖가지 전사 형태들을 이론적으로 밝혀내 그 중 자유지지형태를 갖추는 최적조건을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “나노물질의 물성측정분야에 보탬이 되면서 구조적 장점을 살려 고감도센서 등 새 응용분야를 개척할 수 있을 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구결과는 응용재료 및 계면분야의 권위 있는 저널 ‘에시에스 어플라이드 머티리얼&인터페이스’(ACS Applied Materials & Interfaces)에 실렸다.

이영철 기자 panpanyz@