연구진, 나노미터 개발

2020년 4월 15일

국립과학기술연구회

국내 연구진이 전자파 간섭(EMI) 차폐용 초박형 소재 제작 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 직무대행 윤석진) 재료구조연구센터 구종민 소장 연구팀이 나노미터 두께의 초박막 필름을 개발했다고 밝혔다. EMI 차폐를 위한 새로운 2차원 나노소재 MXene. 이번 연구는 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학부 ​​김상욱 교수팀과 유리 고고치 교수 연구팀이 공동으로 진행했다. 드렉셀대학교 출신.

구종민 박사가 2016년에 보고한 높은 전기 전도성을 지닌 마이크로미터 두께의 MXene 필름은 뛰어난 전자파 간섭 차폐 효과를 나타냅니다. 하지만 MXene을 5G 통신, 모바일 기기 등 고집적 전자기기에 직접 적용할 수 있는 기술은 아직 없다.

KIST-KAIST-드렉셀 공동연구팀은 자기조립 기술을 이용해 원자 수준의 두께가 균일한 초박막 MXene 필름을 제작했다. MXene 필름은 지금까지 보고된 어떤 소재보다 훨씬 뛰어난 탁월한 절대 전자파 차폐 성능(두께 및 밀도에 따른 차폐 효과)을 갖는 것으로 보고되었습니다.

연구진은 희석된 MXene 용액 표면에 휘발성 용액을 추가함으로써 부유하는 MXene 플레이크를 유도할 수 있었습니다. 표면 장력의 차이로 인한 수직 대류는 마이크론 크기의 MXene 플레이크의 자기 조립을 유발하여 균일한 원자 규모의 두께를 갖는 대형 초박형 MXene 필름을 생성했습니다. 연구팀은 두께가 55nm에 도달하도록 적층된 MXene 필름이 99%의 전자파 차폐 효율을 제공한다는 사실을 발견했습니다. 팀의 신기술을 사용하여 제작된 초박형 MXene 필름은 모든 기판에 쉽게 전사할 수 있으며 맞춤형 두께, 투과율 및 표면 저항을 위해 여러 번 적층할 수 있습니다.

"자기조립 기술을 이용하여 원자 수준의 두께가 균일한 초박형 Ti3C2Tx MXene 필름을 제작했습니다. 이 기술을 통해 나노미터 두께의 2차원 나노소재의 전자파 차폐 메커니즘을 규명하고 초박형 전자파 차폐 응용 기술을 개발하는데 도움이 되었습니다." 구종민 KIST 재료건축연구센터장은 “플렉서블 전자공학이 가능하다”고 말했다. "초박막 코팅 MXene 기술이 다양한 전자소자에 적용되어 대량생산에 활용될 수 있어 차세대 경량 전자파 차폐 및 유연하고 인쇄 가능한 전자소자 응용 연구에 용이할 것으로 믿습니다."

추가 정보: 윤태영 외, 단층 MXene 어셈블리의 전자기 차폐, Advanced Materials (2020). DOI: 10.1002/adma.201906769

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