“알루미늄 양극산화에 의한 표면코팅이 고부가가치 산업으로 이동 중이다. 반도체 공정이나 생체이식 분야에서 활동도가 커지고 있다. 하지만 국내에선 관련 기술을 일본서 가져와 대부분의 제품을 만들고 있다.”
한국표준과학연구원(원장 강대임)은 이 우 나노소재평가센터 책임연구원이 ‘알루미늄 양극산화와 나노기술 응용’을 주제로 한 이슈와 향후 전망을 케미컬 리뷰 최근 온라인판에 발표했다고 3일 밝혔다.
케미컬 리뷰는 세계 3대 과학 저널로 불리는 네이처(Nature), 사이언스(Science), 셀(Cell)보다 임팩트 팩터가 41.298로 훨씬 영향력이 높다. 해당 분야의 세계 최고 권위자만이 논문을 게재할 수 있다.
이 리뷰에서 이 책임은 양극산화에 대해 자세히 설명했다.
양극산화는 금속 표면을 전기화학적으로 산화시킨 뒤 구멍이 많은 나노다공성 피막을 만들어 제품의 경도나 내부식, 내마모 특성을 높이고 반영구적으로 색상을 입힐 수 있는 기술이다.
알루미늄은 산소, 규소 다음으로 지구상에 가장 풍부한 물질이며 현재 철 다음으로 가장 많이 생산되고 있다. 알루미늄과 그 합금은 가볍고, 열·전기전도, 광학적 특성이 탁월하다. 알루미늄 산화물은 인체에 무해한 특성을 가지고 있어 항공기, 자동차, 건축자재, 기계 및 전자부품, 음·식료품 용기 등 광범위하게 사용되고 있다.
하지만, 무른 표면특성과 쉽게 부식되는 특성 때문에 알루미늄 제품 표면을 적절히 개질시킬 필요가 있는데, 이 때 적용되는 기술이 양극산화이라는 것.
이 리뷰에 따르면 알루미늄 표면을 양극산화 시켰을 때 생기는 산화막에는 평방센티미터당 100억 개 이상의 원통형 나노채널들이 벌집모양을 이루고 있다. 원통형 채널의 직경은 나노미터(10억분의 1미터) 수준으로 균일하다. 채널 길이는 원하는 방식으로 제어가 가능하다.
이 책임은 “산화막의 이러한 구조적 특성으로 인해, 양극산화는 생체모방 멤브레인, 고감도 센서, 메모리, 고효율 에너지 수확 및 저장장치 등 다양한 나노소자 개발에 있어 중요한 기술로 자리매김하고 있다”고 강조했다.
다만, 양극산화에 대한 반응동력학, 나노채널의 형성과 정렬 메커니즘 등은 여전히 심도 있는 연구 대상이 되고 있다고 설명했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com