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KAIST 기계공학과 김형수 교수팀, 소금 결정화 과정 제어해 나노캡슐 제작 원천기술 개발 2021-10-05
권혁재 기자 hjk@mtnews.net


▲ (왼쪽부터) KAIST 기계공학과 김형수 교수, 박광석 박사과정 학생



[기계신문] KAIST 기계공학과 김형수 교수와 박광석 박사과정이 소금의 결정화 프로세스를 표면장력 효과로 제어해 나노 및 마이크로 캡슐을 제작하는 원천 기술을 개발했다. 이를 결정 모세관 오리가미 기술(Crystal Capillary Origami Technology)이라고 칭한다.


최근 나노물질 자가 조립기술은 기능성 고분자, 바이오 재료 분야 및 반도체 나노 구조체 제조 등에 활용되는 등 바이오기술(BT) 및 정보통신기술(IT) 분야와 서로 기술적으로 융합 발전되고 있어, 미래 산업에 미칠 경제적 효과가 막대할 것으로 예상되어 그 관심도가 높아지고 있다.


일반적인 자가 조립기술은 미리 정해진 기본 유닛을 이용하는 상향식(bottom-up approach) 기술 방법이다. 보통 폴리머나 콜로이드 등을 이용해 최종 형태를 구성하게 되고, 이 기술은 분자 수준부터 마이크로미터 수준까지 폭넓은 길이 차원에 적용할 수 있다.


자가 조립기술을 이용하면 나노캡슐을 제작할 수 있는데, 공정 특성상 캡슐화를 위해서 경화 과정이 필수적이라 제작공정이 간단하지 않다.



▲ 이멀젼의 크기별 계면에서 자라나는 소금 결정의 패턴에 대한 비교 그림



김형수 교수는 “지구상에 존재하는 수많은 미네랄이 있을 텐데, 이번 연구에서 사용한 특정 소금들과 같이 기본 결정 구조가 얇고 잘 휘는 성질의 결정을 발견해서 활용할 수 있으면 이멀젼(유화액)이나 액적(물방울) 내부에 원하는 물질을 자발적이고 효과적으로 가둘 수 있다고 설명했다.


한편, 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 핵융합기초연구사업삼성전자 산학협력 과제의 지원을 부분적으로 받아 수행됐으며, 연구 결과는 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 국제학술지 ‘나노스케일(Nanoscale)’에 9월 10일자 표지논문(Inside Front Cover)으로 게재됐다.



▲ ‘나노스케일(Nanoscale)’ 논문표지(소금결정이 스스로 자라서 3차원 캡슐형태로 자가조립구조를 만들어 내는 모습을 형상화)


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권혁재 기자 hjk@mtnews.net

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