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펄스 레이저 이용 기능성 나노섬유
일본의 독립행정법인 물질재료연구기구(NIMS) 국제 나노테크닉스 연구거점에서는 펄스 레이저 조사만으로 해당 영역에 선택적으로 고분자 나노파이버를 성장, 각각의 나노파이버 상에 각종 나노재료를 doping시킴으로써 다양한 기능성을 부여하는 기술을 세계 최초로 개발하였다고 발표하였다.
고분자 나노파이버는 무기재료 나노파이버에 비해 유연성이 매우 높고 광학적으로도 투명하기 때문에 각종 센서나 발광소자, 광 스위치 소자 등 nano device의 신규분야에 널리 활용이 기대되는 재료이다. 그러나 고분자 나노파이버를 이용한 장치의 실용화는 해결해야 할 2가지 과제가 있었다. 그 하나는 크기이고 또 하다는 신기능을 갖도록 하는 다양한 재료를 첨가하는 것이나, 이번 연구에서는 기존의 제작법과는 전혀 다른 레이저 조사만으로 매우 간단하게 이상의 두 가지 과제를 동시에 해결하였다.
나노장치가 주목받는 것은 크기를 극한으로 작게 할 때 최초로 발현되는 양자사이즈 효과에 의해 기존의 장치에서는 얻을 수 없는 새로운 기능을 얻을 수 있기 때문이다. 양자사이즈 효과를 얻기 위해서는 나노파이버 직경이 수십 나노미터 이하까지 세선화 할 필요가 있으나, 기존의 방법인 주형을 이용하면 직경이 수백 나노미터라고 하는 비교적 크기 때문에 극세화에는 한계가 있다. 또 이 방법으로는 강한 약제에 의해 주형을 애칭(용해)해 고분자 나노파이버를 제조하기 때문에 약제에 의한 손상을 받을 우려가 있는 고분자는 사용할 수 없다. 그러나 이번에 개발한 이 재료는 주형을 사용하지 않고, 고도로 제어된 레이저를 재료 상에 조사, 조사 위치에 나노파이버를 신장시키는 전해 새로운 방법으로, 원료에 각각의 재료를 첨가, 생성된 나노파이버에 지금까지 어려웠던 다양한 기능을 갖도록 할 수 있다. 이에 따라 향후 스마트 폰과 FCB(flexible circuit board) 배선, 기타 소형화 필요가 있는 각종 휴대기기 안테나 등에 있어서의 고투자율 재료로 실용화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
출처 : 한국섬유소재연구소 손성군 위원
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