다공성 전도성 나노입자 제조를 위한 이산화탄소 레이저 공정 모식도.[한국기계연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국기계연구원은 CO₂ 레이저 공정을 적용해 MOF를 기존보다 수 십배 빠르게 초미세 다공성 나노입자로 제조하는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

MOF(Metal-Organic Framework·금속-유기 구조체)는 금속과 유기 분자가 결합한 물질로 스펀지처럼 수많은 동공(hole) 구조로 이뤄져있다. 동공에 수소나 이산화탄소 같은 물질을 효과적으로 저장할 수 있어 친환경·에너지 분야의 새로운 소재로 주목 받고 있다.

기계연 나노융합장비연구부 나노역학장비연구실 이승모 박사 연구팀은 CO₂ 레이저를 MOF에 조사하여 5㎚(나노미터) 크기의 매우 균일한 나노입자를 수 초 안에 제조하는 데 성공했다. MOF에 CO₂ 레이저를 조사하면 탄소열환원 반응이 발생하면서 순간적인 가열과 냉각이 이루어져 작고 균일한 입자가 생긴다.

지금까지는 고온 열처리를 하는 방법이 이용되어 왔지만 제조 시간이 길고, 입자의 사이즈를 줄이기 어렵다는 한계가 있었다. 연구팀은 CO₂ 레이저를 이용한 합성 기술 개발 분야의 축적된 역량을 바탕으로 초미세 다공성 나노입자 제조 기술을 확보했다.

이승모 박사는 “촉매, 에너지 저장, CO₂ 포집 등을 위한 MOF 기반의 나노입자 제조기술 후속연구에 박차를 가할 것”이라며 “앞으로도 우리나라의 탄소중립 목표 달성에도 크게 기여할 것으로 본다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com