高溫에서 나노구조 갖는 물질 발견 .. 포항공대 김진곤 교수

특정 온도에서만 나노(10억분의 1m) 구조를 갖는 신물질로 고분자 조합체인 폴리스틸렌-폴리노르말펜틸메타아크릴레이트가 발견됐다.

포항공대 김진곤 교수(44.화학공학과)는 방사광가속기 등 첨단 기기를 이용, 섭씨 1백40∼2백도에서만 나노 구조를 나타내는 고분자 조합체(블록공중합체)를 처음으로 발견, 세계적 과학전문지인 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)' 2일자에 발표했다.

고분자 조합체는 대부분 온도가 낮아지면 두 고분자 물질이 잘 혼합되지 않았다.

마치 물이 온도가 높을 때 수증기가 돼 공기와 잘 섞이지만, 온도가 낮아지면 공기와 혼합되지 않는 것과 같은 논리다.

일부 고분자 조합체는 반대로 온도가 높아지면 잘 혼합되지 않아 나노 구조를 형성한다.

그러나 김 교수가 발견한 고분자 조합체는 온도가 1백40∼2백도에서 20∼30㎚ 크기의 구조가 형성되는 것으로 나타났다.

이 조합체는 특히 나노구조를 나타낼 수 있는 온도의 범위를 분자량에 따라 쉽게 조절할 수 있고, 압력이 증가함에 따라 나노구조가 없어지기 때문에 나노물질의 온도나 압력을 측정할 수 있는 센서로 활용할 수 있다는게 김 교수의 설명이다.

두 개의 고분자가 연결될 때 서로를 배척하는 성질과 고분자간 화학적 결합 때문에 고분자 조합체는 분자 수준의 물질로부터 나노 구조물을 만드는 바텀 업(Bottom-up)방식에 사용되고 있으며, 현재 이에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다.

오춘호 기자 ohchoon@hankyung.com