국내연구진, ‘단결정 금속 포일’ 손쉬운 제조법 개발…비용 대폭 절감 성공

(톱스타뉴스 이나연 기자) 국내 연구진이 고부가가치의 ‘단결정 금속 포일’을 손쉽게 제조할 수 있는 기술을 개발했다.

19일 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 로드니 루오프 단장 연구팀은 고부가가치의 단결정 금속 포일을 손쉽게 제조할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이는 상용 다결정 금속 포일을 이용한 결과다.

이 연구 결과는 이 날 과학저널 ‘사이언스’(Science)에 게재됐다.

단결정 재료는 재료 전체에서 원자가 규칙적으로 배열된 상태로 배열방향이 서로 다른 단결정들이 합쳐진 다결정 재료보다 물리적 특성이 우수하다.

단결정 금속 포일은 다결정 금속 포일에 비해 표면 특성이 균일하고 전기전도도가 우수하지만 제조비용이 비싸고 대면적 제작이 어려운 한계가 있어 일부 분야에만 제한적으로 사용됐다.

연구팀은 이 연구에서 ‘무접촉 열처리’(contact-free annealing)라는 새로운 제조 공정을 개발해 기존 제조법의 1천분의 1 정도 비용으로 최대 32㎠의 대면적 단결정 금속 포일을 제조하는 데 성공했다.

무접촉 열처리 기술은 다결정 금속 포일을 공중에 매달고 산화 반응을 일으킬 수 있는 산소 등을 완전히 차단한 채 수소와 아르곤 가스만 있는 상태에서 금속의 용융점에 가까운 고온으로 가열하는 방식을 일컫는다.

한편, 연구팀은 이번에 개발된 공정은 단결정 금속의 제조비용을 대폭 절감해 단결정 금속의 상용화와 단결정 그래핀 등 차세대 전자소재 개발에 기여할 것을 기대하고 있다.