문준혁 교수, 새로운 형태의 카본 소재 개발 2015-12-24
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우리학교 화공생명공학과 문준혁 교수팀은 반도체 공정에서 사용되는 리소그래피 기술을 통해 3차원 네트워크 구조를 갖는 카본 소재 합성 기술을 개발하였다. 이 연구결과는 세계적 학술지인 네이처 출판 그룹에서 발행하는 저널인 ‘사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)’의 12월 18일자 온라인 판에 게재되었다(교신저자: 문준혁 교수, 제1저자: 강다영 박사과정).
문준혁 교수팀은 레이저를 활용한 리소그래피를 통해 고분자 패턴을 제작하고, 고온에서 탄화하는 방법으로 3차원 카본 패턴 소재를 제작하였다. 고분자의 고온 탄화에 의한 카본 소재 제작은 잘 알려진 방법이나, 미세패턴의 탄화에 적용하는 경우 미세패턴의 높은 표면에너지로 인해 패턴형태의 유지가 어려운 문제점이 있었다. 문준혁 교수팀은 미세패턴이 공기 중이 아닌 용액과의 접촉을 하는 경우 패턴의 표면에너지를 낮출 수 있다는 점에 착안하여, 미세패턴을 단단하게 제작하고 이를 통해 3차원 패턴이 잘 유지된 카본 소재를 제작할 수 있었다. 또한, 3차원 카본 소재를 수퍼캐패시터 전극으로 적용하였으며, 기존 CNT와 같은 카본 소재 대비 우수한 전기용량 구현이 가능함도 확인하였다.
문준혁 교수는 “에너지 저장 소자에 적용되는 기존 카본 소재는 주로 화학적 방법으로 제조되었으나, 이번 연구는 반도체를 제작하는데 사용되는 공정을 통해 제작하였다는데 의의가 있다. 이와 같은 기술은 예를 들어, 정밀한 반도체 공정을 이용하여 리튬전지와 같은 에너지 저장소자를 제작할 수 있게 하므로, 초소형, 초박형의 웨어러블 디바이스 제작에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.”고 말했다.
한편, 이 연구는 삼성전자의 미래기술육성사업의 지원으로 수행되었으며, 문준혁 교수팀은 서강대 화공생명공학과 문준혁 교수(교신저자), 강다영(제1저자, 박사과정), 김철호(박사과정), 박규림(석사과정)으로 구성되었다.
이 논문은 다음 주소에서 볼 수 있다.
http://www.nature.com/articles/srep18185
▷ 기사 원문보기 http://club.sogang.ac.kr/@bb/bboard.asp?db=@bbs_notice&mode=read&num=2800