나노종기원, 차세대 반도체 소재 `맥신` 개발

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나노종기원, 차세대 반도체 소재 '맥신' 개발

디지털데일리 발행일 2022-12-26 13:49:16

김도현

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- 전기전도도 우수…센서·배터리 등에도 활용

[디지털데일리 김도현 기자] 나노종합기술원(원장 이조원)이 과학기술정보통신부(장관 이종호) 나노및소재기술개발사업(미래기술연구실)의 지원을 받아 극한 환경에서 견디는 맥신(MXene) 소재를 개발했다고 26일 밝혔다.

맥신은 전기전도도가 우수한 2차원 나노 소재다. 다양한 조성과 높은 전도도, 우수한 반응성, 용액공정 등 장점으로 에너지 저장소자, 센서, 전자파 차폐 등 분야에서 전극으로 적용되고 있다.

다만 맥신은 공기 중이나 용액 내에서 쉽게 산화돼 기술 상용화 단계로의 도약 및 실질적 산업 응용을 위해서 산화 안정성 향상이 필요했다. 이를 통해 소재 신뢰성을 확보해야 한다.

나노종기원은 맥신의 표면처리 기술을 통해 극한 환경에서도 견디는 맥신 개발에 성공했다.

나노종기원에 따르면 피롤(Pyrrole)이라는 유기 분자를 맥신 표면에 결합하는 기술 바탕으로 수용액상에서 수분과의 반응을 막아 맥신의 산화안정성을 획기적으로 높였다.

상온에서 700일, 고온 (70도)에서 6주, 강산화제인 과산화수소(H2O2) 하에서는 50일 동안 변질되지 않는 우수한 산화 저항 특성을 나타냈다. 피롤 처리된 맥신을 적용해 에너지 저장소자 제작 시 에너지 저장 용량도 기존 소재 대비 40% 향상할 수 있었다.

이조원 원장은 “이번 연구 기반으로 마이크로 슈퍼캐패시터, 센서, 배터리 소자 등에 신뢰성이 향상된 맥신 소재를 활용할 수 있게 됐다”며 “향후 초미세 패터닝, 초소형화, 초박막화 등 차세대 반도체소자 기술 개발에도 기여할 것”이라고 전했다.