이에 따라 테라비트급 차세대 저장매체, 차세대 디스플레이 형광체, 자기공명영상장치(MRI)의 조영제(造影劑) 등 미래기술의 상용화가 한층 빨라질 전망이다.
현택환(玄澤煥ㆍ39) 서울대 교수(화학공학부)는 값싸고 독성이 없는 금속염과 계면활성제 착화합물을 이용해 크기가 균일한 나노입자를 대량으로 제조할 수 있는 기술을 개발했다고 최근 밝혔다.
나노입자는 컴퓨터 하드드라이브, 디스플레이 등에 광범위하게 활용되는데 입자크기의 균일도와 규칙적 배열 정도에 따라 응용기기의 성능이 좌우된다. 기존 방법은 나노입자의 크기가 균일하지 않을 뿐만 아니라 제조원가가 비싸고 독성을 갖고 있는 등의 문제점을 안고 있었다.
이번 연구성과는 저명한 과학저널 `네이처 머터리얼' 12월호에 게재됐다. 현 교수는 이번 연구에서 금속염과 계면활성제를 반응시켜 금속·계면활성제 착화합물을 얻어낸 뒤 이를 낮은 온도에서 서서히 가열해 섭씨 300도에서 열분해함으로써 5시간만에 12나노미터(㎚,1㎚=10억분의 ｍ)의 균일한 자성체 산화철 나노입자 40ｇ을 생산하는 데 성공했다. 원료로 쓴 금속염은 ㎏당 7만원, 계면활성제는 ㎏당 2만원으로 1ｇ의 나노입자를 만드는 데 불과 250원이 들었다.
이는 유기금속화합물 등 기존 원료를 이용해 생산한 불균일 자성체 산화철 나노입자나 MRI 조영제용 자성체 나노입자 등에 비할 때 제조원가를 1천분의 1 가격 이하로 낮춘 것이다.
현 교수는 이 같은 합성방법으로 자성체인 철, 마그네타이트, 망간페라이트, 니켈페라이트, 코발트페라이트와 반도체 공정의 연마제로 사용되는 세리아, 자외선 반도체 레이저로 활발한 연구가 진행되고 있는 산화아연 등 10가지 물질의 균일한 나노입자 개발에 성공했다고 밝혔다.
현 교수는 “이번 연구결과는 기존 방법과 달리 크기 분리과정을 거치지 않고 바로 원하는 입자크기의 나노입자를 제조할 수 있고 계면활성제의 종류나 금속염의 농도 등을 조절하면 입자의 크기도 다양하게 조절할 수 있다”고 말했다.
현 교수는 앞으로 1개의 나노입자를 1 비트(Bit)로 사용할 수 있는 미래소자기술과 테라비트급 하드드라이브에 쓰일 나노막대(Nanorods), 나노선(Nanowires)등을 개발할 계획이다.