사이언스(Science)지 4월호에 실려
[아시아투데이=홍경환 기자]한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 이정용 교수 연구팀이 그래핀을 이용해 액체 내에서 성장하는 결정을 원자단위로 분석하는 원천기술을 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다.
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KAIST측은 지난 80년 간 과학계의 오랜 숙원으로 꼽히던 액체를 원자단위까지 관찰하고 분석하는 기술이 세계 최초로 국내 연구진에 의해 개발됐다는데 의미가 있다고 설명했다.
이에 세계적 학술지 ‘사이언스(Science)’는 4월호에 이번 연구결과를 온리안과 지면에 동시에 실으며 큰 관심을 보였다.
KAIST 연구팀은 액체를 나노 단위로 잘게 쪼개기 위해 그래핀 기술을 응용했다. 그래핀 기술은 탄소원자들이 육각 벌집모양으로 이뤄져 있는데 두께가 0.34nm로 지금까지 합성할 수 있는 물질 들 중 가장 얇은 물질로 알려져 있다.
육각형 모양의 그래핀 안에 액채를 가둬두고 관찰함으로써 액체를 원자단위로 분석할 수 있는 길을 튼 것이다. 나노 단위의 작은 물체를 관찰하기 위해서는 고진공상태에서 투과전자현미경을 이용해야 하는데, 액체는 고진공상태에서 공중으로 쉽게 날아가 버려 관찰할 수 있는 방법이 없었다.
쉽게 말해서 투명한 유리 어항에 담긴 물속의 물고기들을 눈으로 볼 수 있는 것처럼 투명한 그래핀을 이용해 액체를 담아 그 속에 있는 결정들을 원자단위에서 관찰하는 기술을 개발한 것이다.
이번에 개발된 기술로 액체가 고체로 결정화되는 메카니즘을 확인할 수 있어 △나노 크기의 재료 제조 △전지 내에서 전해질과 전극 사이의 반응 △액체 내에서의 각종 촉매 반응 △혈액 속 바이러스 분석 △몸속 결석의 형성과정 등 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 학계는 기대하고 있다.
이와 함께 냉동인간의 해동과정에서 얼음이 재결정화면서 세포가 파괴되는데 이때 진행되는 현상을 분석해 결빙현상을 막아주는 해동기술에 적용하면 앞으로 냉동인간의 부활에도 도움이 될 것으로 예상되고 있다.
이정용 교수는 “이번 연구 결과는 그동안 베일에 싸여있던 액체 속에서 일어나는 많은 과학현상들을 원자단위로 규명할 수 있는 원천기술로 평가받고 있다”며 “사람의 혈액 속에서 일어나는 유기물이나 무기물의 반응들까지도 규명할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 KAIST 신소재공학과 이정용 교수의 지도아래 육종민 박사(제1저자)가 박사학위 논문으로 미국 UC버클리대 알리비사토스 교수, 제틀 교수와 공동으로 수행했다.
