한국과학기술연구원(KIST)은 구종민 물질구조제어연구센터 센터장 연구팀이 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질인 '맥신(MXene)'의 상용화를 앞당길 유기 잉크 제조기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
맥신은 금속 소재에 대한 대안으로 금속과 같은 수준의 높은 전기전도도(106S/m)를 갖는 2차원 나노 재료다. 구 센터장 연구팀은 지난 2016년 이 맥신을 개발한 바 있다. 그러나 맥신은 물 분자 및 산소에 의해 쉽게 산화돼 안정성이 저하되는 단점이 있었다.
KIST 연구진은 이러한 문제점을 개선하기 위하여 화학적 표면처리를 통해 2차원 맥신 입자가 소수성을 갖도록 하여 유기용매에 분산된 맥신 유기 잉크를 개발했다. 이렇게 제조된 맥신 유기 잉크는 내부에 물 분자 및 산소가 적어 맥신이 쉽게 산화되지 않는 것으로 나타났다.
개발된 맥신 유기 잉크를 활용하면 산화 불안전성을 극복하여 기존 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 잉크젯 프린트 등의 액상 공정에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다. 또 장기간 보관할 수 있도록 안정성이 보장된 맥신은 전자파 차폐, 전극 소재 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.
구종민 센터장은 "세계 최초로 맥신 유기분산 잉크를 제시하고, 산화 안정성을 확보함으로써 맥신의 상용화 가능성을 높였다"라며 "향후 맥신 잉크를 기반으로 물을 사용하지 않는 용액공정 및 양산화 공정을 구현할 수 있을 것으로 기대한다"라고 했다.
이 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Young Fellow 사업, 한국연구재단 도약과제, 중견연구자사업, 건설기술연구사업으로 수행됐다. 연구 결과는 과학전문지인 'ACS Nano(IF:13.903)' 최신호에 실렸다.