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인하대 미래유망 수소기술 인재양성 사업단 모습. 사진=인하대 제공 |
[대학저널 이선용 기자] 인하대학교 박수진 화학과 교수가 이끄는 미래유망 수소기술 인재양성 연구단이 공기 중에서 안정적인 프린터블 맥신 일렉트로닉스(Printable MXene-based electronics)를 개발했다.
맥신(MXene)은 전기전도성이 우수한 새로운 이차원 나노 신물질이다. 높은 파단전압을 가지고 있어 마이크로 전자기기의 금속 접촉의 중요한 역할을 수행할 후보로 떠오르고 있다.
하지만 맥신은 높은 친수성(물에 친화성을 나타내는 성질)으로 공기 중에서 쉽게 산화한다. 용액 기반 가공에 중요한 요소인 휘발성 유기 용매에서 분산 안정성도 낮아 맥신 기반 전자기기 발전에 어려움이 있다.
미래유망 수소기술 인재양성 연구단은 맥신이 가지는 단점을 보완하기 위해 유기 리간드로 표면 기능화된 프린터블 맥신 일렉트로닉스(최초 명명·MXetronics)를 개발했다.
개발된 맥신 전극은 진공 증착(금속 화합물을 가열해 증기로 만들어 다른 물체에 부착시키는 것)된 금·알루미늄 소재보다 우수한 전기전도성을 보였다.
내재된 소수성(물 분자에서 배제돼 응집되는 것)으로 용액공정으로 제작 가능한 박막 트랜지스터(TFT)를 제작하는 데 성공했다. 제작된 TFT는 상온·고습 상태(상대습도 60%)에서 30일 이상 안정성을 유지했다.
교신저자인 박수진 인하대 화학과 교수는 “이번 연구는 맥신 소재의 단점인 친수성을 보완한 새로운 맥신 소재의 개발로 다양한 유기 용매에서의 활용 가능성을 증명한 뜻깊은 결과물”이라며 “수소 저장·수전해 촉매 등 수소 기술 분야를 포함한 에너지 변환·저장 소재, 센서 등 다양한 분야로 활용할 것으로 기대한다”고 말했다.
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