흔히 구할 수 있는 포도당이 차세대 소재와 탄소 양자점의 산업화를 이끌 열쇠라는 연구결과가 나왔다.
이시우 포스텍 교수(화학공학과)와 권우성 박사과정은 계면활성제를 함유한 기름에 포도당 수용액을 넣어 만든 역마이셀(reverse micelle) 형태의 유화액을 이용해 균일한 크기의 탄소 양자점 소재를 합성하는 데 성공했다고 14일 밝혔다.
이 연구결과는 영국왕립화학회가 발간하는 화학 분야 권위지 `케미컬 커뮤니케이션` 표지논문으로 소개됐다.
탄소 양자점 소재는 태양전지, 양자컴퓨터, 조영제, 센서 등 다양한 분야에 응용할 수 있는 소재다. 독성이 적고 생산과정이 간단해 생산비용도 저렴하다.
연구팀은 계면활성제가 들어간 기름에 포도당 수용액을 넣어 균일한 크기를 가진 역마이셀 형태의 유화액을 만들었다. 이 용액을 160도로 가열해 포도당 분자가 탄소화 반응을 일으키도록 유도하는 방식으로 균일한 크기의 탄소 양자점을 합성했다.
학계에서는 탄소 양자점 소재의 크기를 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 모양도 조절할 수 있어 소재 응용을 위한 획기적인 전기를 마련했다고 평가했다.
탄소 양자점은 원하는 크기로 균일하게 합성하기 어렵다. 흑연을 깨서 만드는 기존 방법에선 크기별로 선별하는 과정이 추가로 필요하다.
이시우 교수는 “복잡한 공정 없이 값싼 당분을 물에 녹여 사용해 경제성을 높인 것이 장점”이라며 “이 소재를 이용한 전자소자와 에너지소자 연구를 진행 중”이라고 말했다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
양자점:2~10㎚ 크기의 반도체 나노결정으로 크기에 따라 다른 파장의 빛을 방출하는 특성을 가지고 있다. 주로 카드뮴이나 납 등 중금속을 이용하기 때문에 유독성을 가지고 비싼 단점이 있으나 우수한 발광 특성으로 인해 최근 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다.
