[투데이에너지 박명종 기자]
한국전기연구원(KERI) 절연재료연구센터 유승건 박사팀이 무기 나노입자를 고분자 마이크로입자 표면에 단순한 기계적 충돌만으로 부착시키는 혁신적인 복합입자 합성 기술을 개발했다고 13일 발표했다. 이번 기술은 달 표면 크레이터 형성 원리에서 착안한 것으로, 고분자 마이크로입자를 코어로 하고 무기 나노입자를 쉘 구조로 감싸는 방식이다. 기존 습식 화학공정의 복잡한 다단계 공정, 용매 사용에 따른 환경 문제, 표면 기능화 기술의 한계를 해결했다.
연구팀은 입자 간 크기 비율, 충돌 속도와 회전 에너지, 표면 에너지 및 거칠기 등을 정밀 제어해 수십 종의 무기 나노입자와 다양한 마이크로입자를 조합했다. 물리적 부착 메커니즘을 세계 최초로 규명하고, 나노입자의 부착 정도와 표면 커버리지, 계면 결합 안정성을 정량 분석하는 기술도 확보했다.
이를 통해 자성, 광촉매, 흡착 특성을 동시에 지니는 다기능 고신뢰성 복합입자를 제작할 수 있게 됐다. 배터리 전극 소재, 촉매 시스템, 제약·바이오, 반도체 패키징, 전력기기용 절연소재 등 다양한 산업 분야 활용이 기대된다.
유승건 박사는 "용매를 전혀 사용하지 않는 친환경 건식공정으로 소재들을 장난감 블록처럼 쉽게 결합할 수 있어 양산화에 유리하다"며 "공정이 쉽고 재현성이 높아 산업계 진입 장벽이 낮다"고 설명했다.
연구 결과는 재료과학 분야 최고 권위지인 '어드밴스드 머트리얼즈' 인사이드 프론트 커버에 선정됐다. KERI는 기술이전을 통한 사업화를 추진할 계획이다.
