이정용 KAIST 신소재공학과 교수 연구팀이 액체를 원자단위까지 관찰·분석하는 기술 개발에 성공했다.
KAIST는 이 교수 연구팀이 그래핀을 이용해 액체 내에 성장하는 결정을 원자단위로 분석하는 기술을 개발, 연구 결과가 세계적 학술지 `사이언스(Science)` 4월호에 게재됐다고 밝혔다.
그동안 투과전자현미경으로 액체를 관찰하기 위해 산화규소(SiO2)나 질화규소(SiN) 기판으로 만든 용기 안에 액체를 담았다. 하지만 규소화합물 기판은 두께가 두꺼워 액체 속 결정의 원자단위 분석이 어려웠다. 특히 투과전자현미경은 고진공상태에서 사용, 액체가 고정이 되지 않고 공중으로 분해되는 문제가 있다.
연구팀은 그래핀을 이용해 수백나노미터 두께로 액체를 가두는 데 성공했다. 그래핀으로 나노미터 크기의 결정이 담긴 액체를 감싸면 투과전자현미경 안에서 그래핀은 투명하게 보인다. 또 액체를 감싼 그래핀은 강도가 매우 뛰어나 고진공 환경에서도 액체를 고정시킬 수 있다. 투명한 그래핀을 이용해 액체를 담아 그 속에 있는 결정들을 원자단위에서 관찰 할 수 있는 것이다.
연구팀은 이를 이용해 액체 안에서 원자단위로 백금 결정들이 형성되고 성장하는 과정을 관찰하는 데 성공했다.
이정용 교수는 “베일에 싸였던 액체 속 과학현상을 원자단위로 관찰하는 원천기술”이라며 “사람 혈액 속에서 일어나는 유기물이나 무기물 반응까지도 규명할 수 있을 것”이라고 말했다.
윤대원기자 yun1972@etnews.com