'머리카락 1/10 두께' 맥신 소재로 초고주파 대역 전자파 잡는다

[서울=뉴시스] 박은비 기자 = 머리카락 10분의 1 굵기의 얇은 필름으로 초고주파 대역 전자파를 완벽하게 차단하는 맥신(MXene) 소재가 개발됐다. 차세대 통신, 자율주행차, 방위산업, 우주전자 등 분야에서 활용될 것으로 전망된다.

과학기술정보통신부는 권순용 울산과학기술원(UNIST) 교수, 최은미·변강일 교수 연구팀이 이건도 서울대 교수팀과의 공동연구를 통해 이같은 성과를 도출했다고 29일 밝혔다.

연구팀은 고순도이면서 성분 조절이 가능한 질소 치환 맥스(MAX) 전구체와 이로부터 얻은 맥신 2차원 소재를 합성하는 데 성공했다. 전세계에서 처음이다.

맥신은 금속과 탄소층이 교대로 쌓인 2차원 나노소재로 전기전도성이 뛰어나고 다양한 화합물 설계가 가능해 꿈의 신소재로 불린다. 특히 초고주파 영역에서는 전자파 간섭을 막는 차세대 초박막 차폐 소재로 주목받아왔다.

기존의 금속 차폐재는 무겁고 부식될 뿐만 아니라 고주파 대역에서 성능이 급격히 떨어져 응용에 한계가 존재했다. 맥신은 반대의 장점이 있다.

대부분의 맥신은 탄소 기반인데, 이를 질소로 치환하면 물리·화학적 성질이 향상될 것으로 예측됐다. 다만 공정상 어려움으로 구현되지 못하다가 연구팀이 합성 공정을 개발해냈다.

중간 불순물이 없는 고순도 맥스 전구체를 얻어내면 질소 함량에 따라 맥신의 전자기적 특성을 정밀하게 조정하는 게 가능하다. 응용분야에 따라 전자파 차폐·반사 성능을 극대화할 수 있다는 의미다.

권 교수는 "질소 치환 맥신은 차세대 전자파 차단 기술에 획기적인 돌파구가 될 것"이라며 "모바일 기기부터 차량·항공기 등 전자 시스템, 차세대 통신 기지국에 이르기까지 광범위한 분야에서 전자파 간섭을 줄이는 역할이 기대된다"고 했다.

한편 이번 연구는 과기정통부와 한국연구재단이 추진하는 나노·소재기술개발 사업 지원으로 이뤄졌다. 연구 성과는 재료과학 분야 권위지인 어드밴스드 머티리얼즈에 지난달 25일 게재됐다.


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