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송영석 교수팀, 나노구조물의 내구성 획기적 개선 기술 개발
분류 피플
작성자 이기태
날짜 2013.12.18 (최종수정 : 2013.12.19)
조회수 7,124
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나노재료 공학 분야 난제인 구조물의 내구성 문제 해결
사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 11월 판에 관련 성과 게재

나노 재료 공학 분야에서 난제로 여겨지던 나노구조물의 내구성을 획기적으로 개선할 수 있는 기술이 송영석 교수 연구팀(파이버시스템공학과)에 의해 개발되었다.

송영석 교수 연구팀은 탄소나노재료와 형상기억 고분자를 이용해 전자기장을 통해 본래 형상을 회복할 수 있는 나노구조물을 개발했다. 이 성과는 세계적 학술지 네이처(Nature)의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 11월 인터넷판에 게재되었다.

나노 기술은 많은 무궁무진한 가능성을 가지고 있는 이를 통해 만든 물질은 반도체 등 이외에 실생활에는 매우 제한적으로 사용되고 있었다. 이유는 제조된 나노패턴이 외부의 작은 충격에 의해서도 쉽게 손상이 되기 때문에 내구성을 보장할 수 없었기 때문이다. 따라서 나노 구조물의 내구성 문제는 나노기술이 풀어야할 도전 과제로 남아 있었다.

송영석 교수팀은 나노 구조물의 내구성 문제를 형상기억재료와 자가 회복재료 등의 스마트재료를 통해 해결했다. 이를 통해 핸드폰이나 TV 등의 다양한 디스플레이, 센서와 엑추에이터 등의 스마트 시스템, 그리고 코팅 등의 표면공학과 같은 다양한 분야에서 나노공학이 보다 활발히 이용될 것으로 전망된다.

특히 광학적 분야에서 다양하게 응용될 수 있는 나노 렌즈를 제조하여 광학적 특성과 표면 특성을 분석하였다. 또한 기존 스마트 재료는 외부에서 열을 가하여 형상을 회복할 수 있었으나 이번 연구에서는 전자기파를 흡수할 수 있는 탄소 나노재료(fullerene, 풀러렌)을 나노 렌즈에 충전해 전자기장 기반의 새로운 형상회복 메카니즘을 개발하였다.


▶ 송영석 교수가 개발한 나노 구조물의 내구성 향상 기술

이를 통해 핸드폰이나 LED 표면에 형성된 나노 렌즈 구조물이 손상이 입었을 경우 외부에서 전자기파를 가하여 손쉽게 구조물을 회복시킬 수 있다. 더군다나 첨가된 풀러렌은 전자기파의 흡수뿐만 아니라 나노 렌즈의 기계적 강도를 획기적으로 증가시킨다는 것을 추가적으로 확인하였다.

송영석 교수는 “이번 연구를 통해 다양한 분야에서 나노구조물의 장기 내구성을 확보할 수 있게 되어 나노공학의 실용화를 보다 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다.

한편 송영석 연구팀은 서울대 연구팀(윤재륜 교수)과 공동으로 휴대용 혈액 분석기나 고성능 세포분석기 개발 등에 적용할 수 있는 미세유체의 핵심적인 현상을 발견하였다. 이 연구결과는 집이나 직장에서 스마트 폰 등으로 간단하게 혈액 검사를 진행하여 본인의 건강을 손쉽게 확인할 수 있는 랩온어칩(lab on a chip) 기술에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 이 성과는 같은 저널에 동시에 게재되었다.