양승만 KAIST 교수, '연잎 구조' 나노입자 제조

[아시아경제 김철현 기자]KAIST는 생명화학공학과 양승만 교수팀(광자유체집적소자 창의연구단)이 '연잎 나노구조'를 표면에 가지고 있는 미세입자를 균일한 크기로 연속적으로 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

이번 연구 성과는 최근 네이처(Nature)와 나노테크놀러지(Nanotechnology) 등에 하이라이트로 실려 주목을 받았다.

연구팀에 따르면 이번 성과는 감광성 액체방울을 이용해 연잎의 나노구조를 생체 모방, 크기가 균일한 미세입자를 대량으로 만들 수 있는 기술을 성공적으로 개발한 것이다.

이번 연구는 '연잎 효과(Lotus Effect)'가 바탕이 됐다. '연잎 효과'는 연잎 표면에 비가 내릴 때 나노미터(nm) 크기의 돌기와 돌기에 씌워진 기름성분 때문에 물방울이 뭉쳐져 아래로 굴러 떨어지는 현상을 말한다.


연구팀 관계자는 "이번 기술은 특히 나노구슬이 스스로 구조를 형성하는 자기조립 원리를 이용해 제조공정이 손쉽고 빨라 경제적"이라고 강조했다.

연구팀은 크기가 수백 나노미터인 균일한 유리구슬을 감광성 액체 속에 분산시킨 후, 수십 마이크로미터의 균일한 액체방울로 만들어 물에 주입하고, 물-감광성 액체-유리구슬 사이의 표면화학적 힘의 균형을 유지시키면 유리구슬은 저절로 감광성 액체방울 표면 위에 촘촘히 육방밀집구조로 배열된다고 설명했다.

이 때 자외선을 이용해 수 천 개의 유리 나노구슬이 박혀있는 입자를 얻게 된다는 것이 연구팀 측의 설명이다. 이를 바탕으로 연잎과 같은 나노구조를 만들 수 있다.

연구팀 관계자는 "이번 연구 결과는 머리카락 보다 가는 미세한 입자표면에 연잎 구조를 자기조립법으로 만든 최초의 사례"라며 "이를 활용하면 세차가 필요 없는 자동차, 김이 서리지 않는 유리, 비에 젖지 않는 섬유, 스스로 세정하는 페인트, 비나 눈물에 얼룩이 지지 않는 화장품 등을 개발할 수 있다"고 설명했다.

또한 화학 및 바이오센서 등의 마이크로 분석소자, 물위를 걸을 수 있는 마이크로 로봇, 차세대 LCD 대형 디스플레이에서도 연잎 효과를 이용한 코팅 기술이 사용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

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김철현 기자 kch@asiae.co.kr