나노기술 및 정책 정보

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물질·재료연구기구(NIMS) 등의 공동 연구그룹이 붕소와 수소만으로 이루어진 전도성을 갖는 새로운 나노 시트 재료를 개발함. 또한 고휘도광과학연구센터(JASRI)와 공동으로 나노 시트를 구성하는 수소 원자의 배치가 특별하며, 그 구조로 인해 분자가 흡착됨에 따라 전도성이 크게 변화하는 것을 규명함.

연구진은 2017년 붕소-수소 나노 시트의 합성에 세계 최초로 성공했지만, 이는 전도성을 가지지 않는 절연체로, 이번 연구를 통해 전도성이 없는 원인이 표면에 흡착하는 불순물임을 밝혀 냄. 연구진은 시료의 순도를 높이는 적절한 전처리를 통해 안정적으로 전도성을 발현하는 붕소-수소 나노 시트 합성에 성공했으며, 또한, 도전성 발현 방안을 자세히 알아보기 위해 대형방사광시설 SPring-8을 이용하여 붕소-수소 나노 시트의 구조를 분석한 결과, 수소 원자가 특수한 배치를 취하고 있으며, 그 구조에 의해 전기적 편향이 발생하고 여기에 미량의 유기 분자가 흡착됨으로써 전도성이 안정되지 않았다는 사실을 밝혀냄. 본 성과는 유기 분자의 흡착에 의해 전도성을 제어할 수 있다는 가능성을 보여주고 있는데, 이는 붕소-수소 나노 시트의 큰 특징 중 하나임.

이 기능을 활용하여 분자의 흡착을 이용한 분자 반응 센서 재료 및 촉매 재료 등 전도성 나노 시트 재료의 새로운 디바이스 응용이 기대됨.

본 연구 성과는 Chem에 게재됨.