전북대학교는 정광운 공대 고분자나노공학과(대학원 나노융합공학과) 교수팀이 상대이온에 따른 이온전도 메조젠(ICM)의 자기조립 나노구조와 이온전도 특성을 체계적으로 분석하고, 이를 기반으로 나노구조체 제어 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
연구팀은 전략적으로 설계된 메조겐에 서로 다른 상대이온(Br, BF₄, TFSI)을 각각 도입해 상대이온이 다른 세 종류의 분자를 합성하고, 이들의 열적 거동, 위상 전이, 자기조립 구조가 이온전도도 및 활성화 에너지에 미치는 영향을 면밀히 분석했다.
연구 결과, 상대이온의 크기 및 친수성·소수성 특성의 차이가 액정 분자의 배열과 자기조립 거동에 뚜렷한 차이를 유도하며 결과적으로 이온 경로 형성 및 전도 특성에 직결되는 것으로 확인했다.
소각각선 산란(SAXS), 광각 X선 회절(WAXD), 고해상도 전자현미경(HRTEM) 분석으로 상대이온에 따라 형성되는 고유의 나노구조를 시각적으로 규명했으며, 전기화학 임피던스 분광법(EIS)으로 각 구조에 따른 이온전도도와 활성화 에너지를 정량적으로 측정했다.
이번 연구는 단순한 이온 치환을 넘어 상대이온이 분자의 자기조립 구조 및 물성에 미치는 영향을 정량적·구조적으로 설명한 사례다. 이온전도성 소재의 정밀 제어 및 고효율 소재 설계의 이론적 기반을 제공할 수 있다는 점에서 중요한 의미를 가진다.
이번 연구는 국제 재료과학 저널 '스몰' 5월호에 표지논문으로 선정되며 학문적 우수성을 인정받았다.
전주=김한식 기자 hskim@etnews.com
