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  • 기사등록 2021-02-26 11:57:08
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▲ 한국기계연구원이 CO₂ 레이저 공정을 적용하여 MOF를 기존보다 수십 배 빠르게 초미세 다공성 나노입자로 제조하는 기술을 개발했다.



[기계신문] 한국기계연구원이 이산화탄소(CO₂) 레이저 공정을 적용하여 MOF를 기존보다 수십 배 빠르게 초미세 다공성 나노입자로 제조하는 기술을 개발했다.


MOF(Metal-Organic Framework, 금속-유기 구조체)는 금속과 유기 분자가 결합한 물질로 스펀지처럼 수많은 동공(洞空, hole) 구조로 이뤄져 있다. 동공에 수소나 이산화탄소 같은 물질을 효과적으로 저장할 수 있어 친환경·에너지 분야의 새로운 소재로 주목 받고 있다.


기계연구원 나노융합장비연구부 나노역학장비연구실 이승모 책임연구원은 CO₂ 레이저를 MOF에 조사하여 5㎚ 크기의 매우 균일한 나노입자를 수 초 안에 제조하는 데 성공했다. MOF에 CO₂ 레이저를 조사하면 탄소열환원 반응이 발생하면서 순간적인 가열과 냉각이 이루어져 작고 균일한 입자가 생긴다.




▲ 다공성 전도성 나노입자 제조를 위한 CO₂ 레이저 공정과 기존 공정의 입자 크기 및 균일도/공정 비교



지금까지는 고온 열처리를 하는 방법이 이용되어 왔지만, 제조 시간이 길고, 입자 크기를 줄이기 어렵다는 한계가 있었다. 연구팀은 CO₂ 레이저를 이용한 합성 기술 개발 분야의 축적된 역량을 바탕으로 초미세 다공성 나노입자 제조 기술을 확보했다.


한국기계연구원 이승모 책임연구원은 “촉매, 에너지 저장, CO₂ 포집 등을 위한 MOF 기반의 나노입자 제조기술 후속연구에 박차를 가할 것”이라며 “앞으로도 우리나라의 탄소중립 목표 달성에 기여할 것”이라고 말했다.


한편, 이번 연구는 기계연구원 주요사업 ‘자율주행차용 유연 투명 디스플레이 나노기반 생산장비 핵심 기술 개발’과 과학기술정보통신부 ‘Micro-LED기반 메타 디스플레이 기술 개발’ 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구에는 한국에너지기술연구원과 파동에너지극한제어연구단이 함께 참여했다.


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권혁재 기자 hjk@mtnews.net

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