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미국 온라인 잡지 Materials Today에 논문 소개 / 박혜지(대학원 신소재공학과)
- 작성자 조영문
- 작성일 14.06.24
- 조회수 11539
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신소재공학과 석사 3학기에 재학 중인 박혜지 학생 (지도교수: 최희만)이 최근 제1저자로 출판한 신소재 공정에 관련한 논문이 재료과학에 관련한 최신 주요 뉴스를 소개하는 Materials Today라는 온라인 잡지에 뉴스로 소개되었다 (제목: Large area metal foams for energy applications). 본교 신소재공학과의 대학원생이 주도한 연구프로젝트가 우수한 결과로 이어져 국제적으로도 주목 받는 연구결과로 소개된 예라고 할 수 있다.
박혜지 학생은 최근 Materials Letters라는 신소재관련 국제 저널에 넓은 면적을 갖는 박막 형태의 구리, 니켈 메탈폼의 제조방법 및 에너지 전극 분야에의 적용에 관한 논문을 제1저자로 출판하였고 (Hyeji Park et al., Mater. Lett., Vol. 129, p. 174-7, 2014), 이 결과가 Materials Today의 주목을 받게 되었다. 아래는 Materials Today에 실린 Laurie Winkless기자의 기사 전문을 우리말로 번역한 내용이다 (기사원문: http://www.materialstoday.com/metals-alloys/news/large-area-metal-foams-energy-apps/).
한국의 한 연구팀이 혁신적인 공정기술을 통해 정교하게 정렬된 수백나노미터 크기의 기공들이 포함되어 있는 다공성 금속소재를 개발했다. 나노 다공성 소재는 지난 십 수 년 동안 재료과학분야에서 꽤 유행해온 소재 연구 분야였다. 하지만, 거의 모든 연구가 유기재료 또는 무기재료에 초점이 맞춰져 있었고, 최근까지 신뢰할 만한 기공크기를 갖는 다공성 금속소재 제작법을 찾아보기 힘들었다. 높은 표면적을 갖는 다공성 소재는 센서부터 고효율 열교환기까지 다양한 분야에 적용될 수 있기 때문에 파급 효과가 매우 큰 분야이다.
최근 한국의 한 연구팀이 최근 Materials Letters저널에 출판된 논문에서 수백 나노미터의 균일한 크기의 기공들이 정렬되어 있는 다공성 구리와 니켈을 제작하는 새로운 기술을 발표했다. 이 다공성 소재들은 차세대 전지와 같은 에너지 저장 장치의 전극소재에 응용될 것으로 기대된다. 이와 같은 다공성 금속소재를 제작하기 위해, 연구팀은 PnP 기법을 통해 제작된 서브마이크론 크기의 기공들이 규칙적으로 정렬된 폴리머 기판 위에 무전해 도금법으로 금속을 코팅하였다. 촉매과정을 거쳐 활성화된 폴리머 기판을 무전해 구리, 니켈도금 (도금 두께 45-51nm)을 해준 결과, 균일한 기공크기(직경 약 330nm)를 갖는 다공성 구리, 니켈소재를 제작할 수 있었다. 이 연구를 발표한 한국의 연구팀은 그들의 기술이 이전의 기술들 보다 많은 이점이 있다고 생각한다. 폴리머 기판을 사용함으로써 매우 규칙적으로 정렬된 서브마이크론 크기의 기공을 갖는 수 십 마이크로 두께의 다공성 니켈, 구리를 제작할 수 있고, 또한 무전해 도금법을 사용하면서 금속의 부식을 예방할 수 있는 이점도 있다. 기계적 강도 또한 전지의 전극소재로서 중요한 부분인데, 다공성 구리와 니켈 소재의 이음새(strut)의 강도는 이전의 de-alloying 방식으로 제작된 다른 다공성금속 소재보다 더 나은 결과를 보이기도 했다. 따라서, 이 다공성 금속 소재가 가지고 있는 구조적, 기계적 성질은 이차전지, 태양전지 또는 연료전지의 차세대 전극소재로 사용되기에 적합한 것으로 여겨진다 (논문 참조: Materials Letters (2014) doi:10.1016/j.matlet.2014.05.043).
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