세포 닮은 신물질, 에너지 저장·방출까지…금속 없는 배터리 나올까 작성일 06-21 45 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="BRsTSFKpeJ"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="23356db61e1232efee45a1d4d63856d62e314ad41f808cc22d17bb6d2c464dd1" dmcf-pid="beOyv39UMd" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 개발한 신개념 액체 물질. Samuel I. Stupp 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/21/dongascience/20260621180153147xrls.png" data-org-width="680" dmcf-mid="Xszf2JkLJw" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/21/dongascience/20260621180153147xrls.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구팀이 개발한 신개념 액체 물질. Samuel I. Stupp 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="5e9c4f0a599c76d18f6f62404511c4cd8066958dab1be2e060124c5599605fe2" dmcf-pid="KdIWT02uJe" dmcf-ptype="general">세포가 움직이고 분열하는 방식에서 영감을 얻은 신개념 물질이 개발됐다. 에너지를 수확하고 저장했다가 방출까지 할 수 있는 물질이다. 아직 초기 개념 입증 단계지만 향후 실용화되면 금속 배터리 시대에서 벗어나게 될 것으로 기대된다. </p> <p contents-hash="c09bdee08fc0034ee20d28356fd8b2496d60f0945be4faca32ade4f6e6c1fcc0" dmcf-pid="9JCYypV7iR" dmcf-ptype="general">19일(현지시간) 사이언스 보도에 따르면 사무엘 I. 스텁 미국 노스웨스턴대 화학과 교수 연구팀이 빛과 같은 에너지원으로부터 에너지를 수확해 저장했다가 방출하는 액체 물질을 개발하고 연구 결과를 지난 11일 국제학술지 ‘켐’에 발표했다. </p> <p contents-hash="7acc91174d147001bcaf0958ce99cf6a7e844885d52c58c642bb75ebed5a32d4" dmcf-pid="24cOmGUZRM" dmcf-ptype="general">연구팀은 세포 내에서 끊임없이 스스로 조립하고 해체되며 세포의 이동과 분열을 이끄는 단백질 섬유 네트워크인 ‘세포골격’의 움직임에 주목했다. 연구팀은 세포골격을 모방한 물질을 만들기 위해 두 가지 성분으로 구성된 분자를 설계했다. 빛에 반응하는 ‘아미노 나프탈렌 방향족 단위(ANI)’와 전자를 저장할 수 있는‘ 메틸 바이올로젠(MV)’ 등 두 가지로 구성된 분자다.</p> <p contents-hash="45328a92014cb5b964a0ba3a3762d388720331211622359844206230d9e45660" dmcf-pid="V8kIsHu5nx" dmcf-ptype="general">연구팀이 설계한 분자는 노란색 액체 상태로 있다가 빛이 닿으면 ANI를 이용해 에너지를 수확했다. 수확된 에너지는 MV에 의해 저장됐다. 저장된 전자들은 서로 엉겨 붙으면서 노란색 액체를 검은색 젤로 변화시켰고 수개월간 에너지를 저장할 수 있는 상태가 됐다. </p> <p contents-hash="867ce610505d9309eeee8fa388121906ba347768cf5ca1f2a97b1cc3b6e17949" dmcf-pid="f6ECOX71iQ" dmcf-ptype="general">검은색 젤은 산소에 노출되면 다시 액체 상태가 되면서 전자를 방출했다. 방출된 전자는 화학 반응을 구동하는 데 사용될 수 있다. 연구팀이 설계한 신물질은 에너지를 재충전했다가 사용하는 배터리처럼 기능할 수 있다는 것이다. </p> <p contents-hash="92a8b5b0fa6946792e9a315ae020f5520638f0947345d5844621abacda6723d9" dmcf-pid="4PDhIZztnP" dmcf-ptype="general">빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 인공 장치는 이미 존재한다. 일례로 광전기분해전지는 빛을 이용해 물을 수소와 산소 가스로 분해한다. 이 같은 기존 장치는 빛 에너지를 수소라는 화학 연료로 변환한다. </p> <p contents-hash="ae4b95c030b6ce184676cee2861939c01849b7eeaad698cf932a41db99220fa8" dmcf-pid="8QwlC5qFi6" dmcf-ptype="general">반면 연구팀이 개발한 신물질은 에너지를 수확하고 저장하며 에너지로 쓰이도록 만드는 역할까지 한다. 아직 개발 초기 단계인 만큼 연구팀은 개발된 물질이 어떻게 쓰일지에 대한 구체적인 추측은 경계했다. 다만 스마트워치 등 가벼운 웨어러블기기의 전력 공급에 유용하게 쓰일 수 있을 것이란 조심스러운 전망을 내놓았다. </p> <p contents-hash="f7ba416053ded5fd3b09d35f894e6d54c021a26f139b733df7161ad5fbff1489" dmcf-pid="6xrSh1B3J8" dmcf-ptype="general">유연성이 필요한 장치에서도 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보았다. 연구팀의 신물질은 젤 상태가 됐을 때는 반도체 역할을 한다. 금속성이 없고 유연한 반도체가 유용하게 쓰일 수 있는 의료용 임플란트나 센서 등에서 활용될 수 있다는 것이다. </p> <p contents-hash="a4de6c8ca54d431bde3aab1a229bc83c1ffa16a469f76e5a9bb74ffbeb99e14d" dmcf-pid="PMmvltb0J4" dmcf-ptype="general">연구팀은 “개발한 신소재가 실용적인 에너지 저장 시스템이 되려면 아직 갈 길이 멀다”며 “유용성을 입증하려면 충전식 배터리를 테스트할 때처럼 반복되는 충방전 사이클 동안 전력 출력과 안정성 등을 평가해야 한다”고 말했다. 이어 “유용성이 입증된다면 금속과 무기 재료가 지배해온 에너지 기술 역사와 결별하는 계기가 될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. </p> <p contents-hash="dc88fa335c8346ca35439d9288879138e42344d55cb16aded2a5c6d5bb627359" dmcf-pid="QRsTSFKpMf" dmcf-ptype="general"><참고 자료> <br> doi.org/10.1016/j.chempr.2026.103075</p> <p contents-hash="0b4becfad1bcd6724ad863e51036356162f3df5621bad3fd19fb80f1f6758c1b" dmcf-pid="xeOyv39UnV" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 꽉막힌 게임시장 돌파구… '포스트 차이나' 베트남 주목 06-21 다음 슈퍼리치들 환경 훼손액, 이집트보다 70배 많다 [달콤한 사이언스] 06-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
