자기저항이 영이 되는 나노크기의 플라스틱 섬유 발견

자기저항이 영이 되는 나노크기의 플라스틱 섬유 발견

고효율 ․ 대용량 이차전지 개발 등에 새로운 전기 열어

플렉시블 태양전지, 전자종이(e-paper), 전자섬유개발 등 응용

나노크기의 플라스틱 섬유에 자석을 가했을 때 ‘자기저항’이 영이 되는 현상을 국내 연구진이 세계 최초로 발견했다.

박영우 교수 연구팀(서울대학교 한국-스웨덴 탄소기반나노구조 연구센터)이 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 지원하는 해외우수연구소유치 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 영국왕립화학회에서 발간하는 저명한 과학 전문지인 ‘화학회 총설 (Chemical Society Reviews)’ 6월 23일자에 게재됐다.

박영우 교수 연구팀은 전기를 통하는 플라스틱의 일종인 폴리아세틸렌의 나노섬유 한 가닥에 자석을 가했을 때 높은 전기장 하에서 자기저항이 영이 되는 현상을 세계 최초로 발견 했다.

‘높은 전기장 하에서 전기저항이 영이 되는 현상’은 기존 필름 형태의 플라스틱에서는 일어나지 않고 나노 섬유 상태에서 나타나는 전혀 새로운 현상으로 저온에서 전기저항이 영이 되는 초전도체들과는 크게 다른 특성이며, 지금까지 이 같은 현상을 보이는 물질은 보고되지 않았다.

박영우 교수팀의 이번 연구로 높은 자기장 발생 자석이 과도한 전류가 흐를 때 망가지는 것을 방지하는 스위치에 활용함으로써 보다 안정적인 자기 부상열차의 개발과, 나노 섬유를 이용한 새로운 고집적 자기 메모리 디스크 개발 등이 가능할 전망이다.

또한, 가볍고 유연한 특성을 활용해 고효율․대용량의 2차전지, 플렉시블 태양전지, 전자종이(e-paper), 전자 섬유 개발 등에 응용 가능성을 높였다.

* 자기저항(magneto resistance) : 자기회로에서 자기력선속에 대해 생기는 전기저항력으로, 전기회로에서의 전기저항과 대응

■ 전도성 플라스틱과 활용분야

부도체인 기존 플라스틱과 다른 특성을 갖는 전도성 플라스틱은 기존 플라스틱이 갖는 유연성, 가벼움 등의 장점과 함께 금속이 갖는 특징인 전기를 잘 통하는 장점을 함께 갖추고 있어 새로운 소재로 각광 받고 있다.

활용분야로는 무게가 가벼운 이차전지(전기 자동차 용), 잘 휘어지는 태양전지, OLED(유기 발광소자, 아몰레드 발광 소자, 핸드폰, OLED TV 등), 유기박막 전계 효과 트랜지스터(Organic thin film field effect transistor: OTFT), 전자 종이(e-paper), 전자 옷(섬유) 등으로의 응용이 활발히 이루어지고 있다.

□ 박영우 교수

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

서울대 박영우 교수는 1977년(당시 대학원생) 세계 최초로 전도성 플라스틱 필름 발견에 관한 실험을 수행했으며, 당시 박 교수의 박사학위 논문 지도교수였던 펜실베니아대 Alan J. Heeger(알런 히거) 교수가 2000년도 노벨 화학상을 수상했다.

당시 박 교수도 실제 실험에 참가했던 학생으로서 기여를 인정받아 2000년도 노벨상 시상식에 공식 초청됐으며, 2008년에는 스웨덴 왕립과학한림원(Royal Swedish Academy of Sciences)에서 수여하는 발렌베리(Wallenberg) 상 수상에 이어 노벨과학상 시상식에 또 다시 초청된 바 있다.

2004년에 스웨덴 예테보리 왕립과학예술한림원 외국인 회원으로 선정됐던 박교수는 2009년도 미국물리학회 펠로우로 선정돼 한국인 과학자의 위상을 전 세계에 알리기도 했다.

<김진일 기자>