한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 이전에 개발한 2차원 나노 소재 '맥신'(MXene)을 활용도 높은 '잉크' 형태로 제작했다고 22일 밝혔다. 구종민 KIST 물질구조제어연구센터장 연구진은 2016년 티타늄과 탄소 원자 등으로 이뤄진 얇은 판 모양 물질인 맥신을 개발했다.
맥신은 두께가 1nm(나노미터·10억분의 1m)에 불과하면서도 전기전도성이 뛰어난 데다, 제작 비용도 저렴해 현재 2차 전지나 축전지, 센서 등에 활용하려는 연구가 진행되고 있다.
맥신을 필름 형태로 만들면 휴대전화와 TV, 전자레인지 등에서 나오는 전자파를 막는 차폐체로 쓸 수도 있다. 그러나 이 소재를 상용화하려면 해결해야 할 과제가 있다.
코팅이나 대량생산 공정에 활용하려면 맥신을 '용액' 상태로 만들어야 하는데, 맥신을 물에 녹이면 산화돼 전기 전도도가 떨어진다는 문제가 있다.
연구진은 이를 해결하기 위해 '맥신 유기 잉크'를 만들었다. 맥신 표면을 화학물로 처리해 물에 녹지 않는 '소수성'을 가지게 만든 뒤 유기 용매에 분산시킨 형태다.
새로 만든 잉크에서는 맥신이 산화되지 않아 스프레이 코팅과 프린팅 등의 일반 공정에 활용할 수 있다는 게 연구진의 설명이다.
구 센터장은 "맥신 유기 분산 잉크를 제시하고 산화 안정성을 확보해 맥신의 상용화 가능성을 높였다"면서 "맥신 잉크를 기반으로 양산화 공정을 구현할 수 있을 것이고 장기적으로는 차세대 전자파 차폐와 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기가 될 것으로 기대한다"고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 'ACS Nano'(미국화학회 나노·11월 18일 자)에 실렸다.