산화 안정성을 획기적으로 향상시킨 '맥신(MXene) 필름'이 개발됐다.
나노종합기술원(원장 이조원)은 이용희, 안치원 박사팀이 김선준 한국과학기술연구원(KIST), 미국 드렉셀대 유리 고고치 그룹 연구원 등과 함께 고온 어닐링을 통해 전기 특성을 개선하고, 고수분 고온조건에서 산화 안정성을 확보한 맥신 필름 공정기술을 개발했다고 20일 밝혔다.
맥신은 전기전도성이 우수한 2차원 판상 형태 물질이다. 그래핀을 능가할 신물질로도 각광받는다. 에너지, 센서, 전자파 차폐 등에 뛰어난데 다만 산화가 쉽게 되는 문제가 있다. 상온에서 쉽게 산화해 이산화티타늄으로 변하고 전기적 성질을 잃는다. 수분이 있을 때는 더 빠르게 변한다.
연구팀은 수소-아르곤 혼합 기체 환경에서 티타늄 카바이드 맥심 필름을 고온 열처리해 문제를 해결했다. 비열처리 필름은 단 13시간 만에 저항이 100만 배 이상 증가하는 반면에 열처리 맥신 필름은 48시간 동안 저항이 단 1.9배만 증가한 것으로 나타났다. 물에 24시간 담가 둬도 저항 변화가 거의 없었다. 또 산화가 일부 진행돼도 열처리 시 산화로 증가한 저항이 회복하는 효과도 나타났다.
이용희 박사는 “산화에 강한 맥신 필름 개발로, 장수명 소자 제작과 극한 환경 소자 등 응용 저변 확대 계기를 마련했다”며 “소재 기술 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
