한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 이진우 생명화학공학과 교수팀이 서로 다른 크기의 기공을 동시에 갖는 '계층형 다공성 2차원 탄소 나노시트'를 합성하는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다. 이 기술은 이차전지, 촉매 분야에서 고용량 전극 소재로 활용될 것으로 기대된다.
기존 다공성 2차원 탄소 소재 합성은 대부분 그래핀 소재에 기공을 형성하는 방식에 의존했었다. 이는 기공의 크기와 구조를 제어하기 어렵다. 2차원 나노시트를 주형으로 이용, 두 종류 고분자가 공유결합으로 연결되는 블록공중합체 자기조립 방식도 추가로 주형을 합성해야 하는 문제가 있었다.
이 교수 연구팀은 마이크로 기공과 메조 기공, 8.5㎜ 두께를 갖는 계층형 다공성 2차원 탄소 나노시트를 합성하는 데 성공했다. 서로 섞이지 않는 두 종류 단일중합체의 계면 사이에서 블록공중합체와 무기 전구체가 자기조립을 통해서 다공성 구조를 형성하는 원리다.
이 합성 방법은 별도 주형이 필요하지 않아 기존 복잡한 과정을 혁신적으로 줄일 수 있다.
이진우 교수는 “기존 다공성 2차원 무기 소재 합성기술의 문제점을 고분자 블렌드 성질을 이용해 해결할 수 있음을 보여줬다”라며 “이는 고분자 물리학과 무기 소재 합성을 이어주는 중요한 연구가 되며 다양한 에너지 장치에 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
