새 뼈처럼 가볍고 단단한 '블랙골드' 나온다

UNIST 연구팀, 매우 가볍고 강한 소재 개발

▲나노다공성 금 표면의 주사전자현미경 이미지.[사진제공=UNIST]

[아시아경제 정종오 기자] 새 뼈처럼 가볍고 단단한 '블랙골드'가 만들어질 것으로 보인다. 울산과기원(UNIST)의 김 김주영 교수팀이 나노다공성 금 제조 공정 개발에 성공했다. 이번에 개발된 물질은 속이 꽉 차있는 금에 비해 2배 단단하고 30% 정도 가볍다.

나노 크기의 구멍이 무수히 뚫린 '나노다공성(nanoporous) 금'에 단단한 성질을 더한 것이다. 표면적이 넓어 반응 효율이 좋은 나노다공성 물질의 활용도를 더 높일 전망이다. 금은 100나노미터(㎚, 1㎚=10억분의1m) 이하의 크기에서 금 본연의 광택을 잃고 검은색을 띤다. 이 때문에 '블랙골드(black gold)'라고 부른다.

다공성 물질은 크기에 비해 표면적이 넓어 반응 효율을 높일 수 있다. 구멍이 많아지면 강도는 약해져 다양하게 활용하기 어렵다. 김 교수팀은 나노다공성 금의 강도를 높이기 위해 '볼밀링(ball milling)' 기법을 활용했다. 볼밀링 공정은 대상 물질을 쇠공과 함께 회전시키는 공정이다. 쇠공과 합금이 부딪히면서 강도가 높아진다.

이번에 개발한 나노다공성 금의 장점을 그대로 유지했다. 이 때문에 전기전도도가 높고 화학적으로 안정한데다 생체에도 적합하다. 다공성 구조가 가지는 넓은 표면적 덕분에 반응 효율도 높다. 이 물질 표면에 다양한 재료를 코팅하면 여러 기능을 가지는 소재로 활용 가능하다.

연구결과는 나노 분야의 학술지인 '나노 레터스(Nano Letters)' 3월21일자 온라인(논문명: Weakened Flexural Strength of Nanocrystalline Nanoporous Gold by Grain Refinement)에 실렸다 김 교수는 "나노다공성 금은 일반적인 금에 비해 표면적이 10만 배 이상 넓고 화학적으로 안정적이고 인체에 무해하다"며 "이번 연구로 쉽게 부서진다는 약점을 극복한 만큼 다양한 분야로 활용될 것"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr