나노기술 및 정책 정보

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● 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단의 김성웅 연구위원 연구팀이 공기 중에서 산화되지 않는 구리 나노입자를 개발

● 금속이 산화되면 금속의 성질을 잃게 되고 심할 경우 사용할 수 없게 되므로 표면도금법이나 음극방식법 등을 이용해 산화방지에 노력을 기울이고 있음.

● 최근 소재, 촉매, 센싱 등 다양한 분야에서 금속 나노입자가 폭넓게 활용되고 있으나 산화현상을 완벽하게 막는 기술은 아직 개발되지 않음.

● 이에 연구팀은 구리 나노입자를 어떤 표면처리도 없이 공기 중에서 전혀 산화되지 않는 상태로 합성하는 데 성공

● 고농도의 전자를 포함한 전자화물 위에 구리 나노입자를 형성시키면 다량의 전자가 전자화물에서 구리 나노입자로 전달돼 구리 나노입자의 표면에 과잉의 전자가 축적

● 연구팀은 나노입자의 표면에 축적된 과잉의 전자만 공기 중의 산소와 반응해 구리 나노입자는 산화가 일어나지 않는다는 것을 관찰

● 해당 구리 나노입자는 수개월 이상 공기 중에 노출되어도 전혀 산화되지 않고 구리의 금속성을 지속적으로 유지하였으며, 이러한 현상을 응용해 산화되지 않는 나노입자 합성에 성공

● 또한, 연구팀은 공기 중에서 산화되지 않는 구리 나노입자를 대량생산 할 수 있는 용액공정도 개발

● 구리 금속 이온이 녹아있는 액체에 전자화물을 넣고 반응시키면 공기 중에서 산화되지 않는 다량의 구리 나노입자를 손쉽게 생산이 가능

● 이러한 전자화물을 활용한 용액공정은 다른 금속 나노입자 합성에도 적용이 가능하며 표면개질이 필요없는 금속 나노입자 생산과 기술응용에 용이할 것으로 기대 

● 특히, 2차전지의 중요한 부품인 동박 및 알루미늄박 생산에 이번 기술을 활용하면 금속성은 유지하면서 더 얇은 소재를 만들 수 있고 구리는 항균·항바이러스 기능이 있어 우수한 살균능력이 지속되는 마스크 개발 등을 통해 방역에도 기여할 것으로 전망

※ Nature Nanotechnology 게재