나노입자 역설 규명···"복잡할수록 더 잘 만들어진다" 작성일 05-08 44 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST-스탠퍼드 공동연구팀, '성분 집중' 현상 발견</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="YTX9UpJ6wK"> <p contents-hash="8a2eec248cf138c1a3091b598ce7b4fa0665e9023a72fbed9343d6feb5b2d07d" dmcf-pid="GyZ2uUiPEb" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 한국과 미국 연구진이 나노소재 분야의 오랜 상식을 뒤집는 연구 결과를 제시했다. 여러 금속을 섞으면 오히려 구조가 망가진다는 기존 인식과 달리 복잡한 조성이 더 균일한 나노입자(머리카락 굵기의 약 10만 분의 1 수준의 매우 작은 입자)를 만든다는 사실로 차세대 에너지·촉매 기술에 전환점을 제시했다.</p> <p contents-hash="c6246a78be51f294530b33bb7388d61914082c7ca48407511e4b1565705b814a" dmcf-pid="HW5V7unQIB" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST)은 정희태 생명화학공학과 석좌교수 연구팀이 마테오 카르넬로 미국 스탠퍼드대 교수팀과 여러 금속을 섞을수록 오히려 더 균일한 나노입자가 형성되는 ‘역설적 현상’을 규명했다고 8일 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f8790516543d755ee0c028d0da89100e573608d5e196dff0d384b8e6eb347d4f" dmcf-pid="XGt4qzoMwq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KAIST와 미국 스탠포드대 연구진.(왼쪽부터)윤지수 KAIST 생명화학공학과 박사과정생, 오진원 스탠포드대 재료공학과 박사, 정희태 KAIST 생명화학공학과 석좌교수, Matteo Cargnello 스탠포드대 화학공학과 교수.(사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/08/Edaily/20260508030218927nqzo.jpg" data-org-width="595" dmcf-mid="WHVgRMIkr9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/08/Edaily/20260508030218927nqzo.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KAIST와 미국 스탠포드대 연구진.(왼쪽부터)윤지수 KAIST 생명화학공학과 박사과정생, 오진원 스탠포드대 재료공학과 박사, 정희태 KAIST 생명화학공학과 석좌교수, Matteo Cargnello 스탠포드대 화학공학과 교수.(사진=KAIST) </figcaption> </figure> <div contents-hash="1dae1749c7787ecdd3dc7caf2b75a807328d2c3e4256f9a5c204b0b3f91c8138" dmcf-pid="ZHF8BqgRDz" dmcf-ptype="general"> 나노입자는 반도체, 친환경 에너지, 바이오 등 다양한 산업에서 핵심 소재로 활용된다. 최근에는 성능 향상을 위해 여러 금속을 섞는 ‘다성분’ 구조로 발전하고 있다. 그러나 구성 원소가 많아질수록 각 원소의 반응 속도가 달라 입자 크기와 모양이 들쭉날쭉해지는 문제가 발생해 정밀 제어가 어려웠다. </div> <p contents-hash="c888d7ce3efeb14326093e13e18dbb81d37d77eb9bfcd215fee84f5eb9bd5a5c" dmcf-pid="5X36bBaeI7" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 극복하기 위해 금속 원소의 종류가 늘어날수록 입자의 성분이 한 방향으로 모이며 더 균일해지는 ‘성분 집중’에 주목했다.</p> <p contents-hash="1d79a8e3f57a09f2f2bdf1a4c5e652feb0702533d9811c0f5fbd6970f5e273f5" dmcf-pid="1Z0PKbNdmu" dmcf-ptype="general">연구 결과, 서로 다른 금속 원자들이 경쟁적으로 결합하는 과정에서 먼저 자리 잡은 원자가 이후 들어오는 원자가 더 쉽게 붙도록 돕는 ‘징검다리’ 역할을 하는 것으로 나타났다. 이로 인해 원자들이 무작위로 섞이는 것이 아니라, 층층이 질서 있게 쌓이며 안정적인 구조를 형성하게 된다.</p> <p contents-hash="675af745e21c3859fdcb54267f2b5e17a7ad1aee5b854b16e7b94c67f0425cb0" dmcf-pid="t5pQ9KjJwU" dmcf-ptype="general">즉, 그동안 나노소재 합성에서 문제로 여겨졌던 복잡한 화학 반응 환경이 오히려 원자들이 정돈된 구조를 이루도록 돕는다는 새로운 원리가 밝혀진 것이다. 여러 금속이 섞인 복잡한 나노소재도 원하는 형태로 정밀하게 설계할 수 있는 가능성을 처음으로 제시한 성과로 평가된다.</p> <p contents-hash="427bdaf22fb11afc8ab01d5b3cb4249887bdfae82b73ac1c09a2f4776f29eb3c" dmcf-pid="F1Ux29Aimp" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 원리를 실제로 검증하기 위해 5가지 금속이 포함된 다성분 나노입자 촉매를 제작했다. 암모니아를 분해해 수소를 생산하는 반응을 분석한 결과, 현재 산업 현장에서 가장 널리 사용되는 재료인 루테늄 촉매보다 약 4배 높은 효율을 보였다.</p> <p contents-hash="4d37a9bbdfc761267924cc08e25b07296bc188a4bfcffe71bf59ab73d196152b" dmcf-pid="3tuMV2cnm0" dmcf-ptype="general">정희태 KAIST 석좌교수는 “나노입자 합성 과정에서 예상치 못한 ‘역설적 현상’을 발견하고 그 작동 원리를 규명했다는 점에서 의미가 크다”며 “이 원리를 활용하면 원하는 성능에 맞춰 금속 조성을 설계할 수 있어 수소 생산, 이산화탄소 전환 등 에너지 공정의 효율을 높이는 고성능 촉매와 친환경 에너지 소재 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="3afbca22d1240082f81ad0091d36fb7eca8748b23b0d759ae73c221c9d6147bb" dmcf-pid="0pBJ68waD3" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스(Science)’에 7일자로 게재됐다.</p> <p contents-hash="64002dc1a356e69dbed6241e9d61fd6ee8a3ae8d1b5b12859ffb246588906cd1" dmcf-pid="pUbiP6rNEF" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 이성욱, ‘신입사원 강회장’ 부장 박봉기 역 출연 05-08 다음 "나이 든 과학자는 왜 보수화될까"…사이언스, '혁신의 역설' 분석[과학을읽다] 05-08 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
