[이달의 과학기술자상] 하창식 부산대 고분자공학과 교수

[이달의 과학기술자상] 하창식 부산대 고분자공학과 교수 초고효율 바이오센서·분자레이저등에 사용견고한 나노기공 구조재료 개발 이재철 기자 humming@sed.co.kr 하창식 부산대 고분자공학과 교수팀의 연구성과는 초고효율 바이오센서, 분자레이저 등에 사용할 수 있는 하이브리드형 나노기공 구조재료를 개발했다는 데 있다. 세계 어느 곳에서 만든 것보다 견고하고 열수(熱水)에도 강한 형태로 나노미터 크기의 메조포러스(다공) 물질을 합성할 수 있는 방법론을 제시한 것이다. 나노기공 구조 재료에 대한 연구는 미래 첨단 소재로서의 응용성이 무궁무진해 90년대 후반부터 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 이 연구의 핵심은 아파트 공간이 넓고 튼튼할수록 보다 많은 가구와 생활용품을 저장할 수 있는 것처럼, 각 나노 공간의 벽을 더 크고 튼튼하게 만드는 방법이다. 그러나 기존 연구들은 벌집 모양의 공간을 키우면 키울수록 각 공간을 지탱하는 벽이 가늘어지고 약해지는 기술적 한계에 봉착하고 SGOTEK. 하 교수는 이러한 난제를 '소금'(NaCl)을 이용, 풀었다. "설탕이 발라진 도너츠를 생각하면 쉽습니다. 설탕을 바르지 않은 것보다 표면이 더 딱딱하고 견고해지는 이치입니다." 그는 '설탕 묻힌 도너츠'처럼 원재료에 소금을 묻히는 방식으로 기공크기가 크고 견고한 물질을 합성하는 데 성공했다. 염화나트륨과 같은 무기염과 블록공중합체간 상호작용을 이용, 메조포러스 물질의 열수안정성(hydrothermal stability)도 획기적으로 개선시켰다. 기존 물질의 경우 100도의 끊는 물에서 1일 밖에 견디지 못하지만 하 교수가 만든 물질은 6일간 변함없는 구조를 유지할 만큼 뛰어난 열수안정성을 보였다. 뿐만 아니라 하 교수는 후속 연구에서 고체 상태가 아닌 기체ㆍ액체 계면상에서 표면이 매끈하고 중간 크기의 세공을 가지는 나노기공 구조의 필름을 세계 최초로 제조하는 데 성공했다. 이렇게 만든 필름은 질소에서 400도까지 가열해도 중간세공은 그대로 유지될 만큼 열 안정성이 탁월한 것으로 판명된 상태다. 이와 함께 하 교수는 하이브리드 메조포러스의 '외부형태'를 개선하는 문제 역시 중요하다고 판단, 최근 상당한 연구 성과를 거두고 있다. 하미드리드 메조포러스가 다양한 산업 분야에 응용되기 위해서는 섬유ㆍ박막ㆍ막대형태 등 다양한 외부형태를 가지고 있어야 한다. 이에 그는 실리카 전구체와 계면활성제간 상호작용에 따라 제조된 나노기공 구조 재료의 최종 외부형태가 서로 다르게 관찰됐다는 점을 연구를 통해 확인, 학계에 문제 해결을 위한 중요한 실마리를 제공했다. 현재 그가 제시한 방식으로 메조포러스를 합성, 이를 선택적 흡착제, 광ㆍ정보전자 재료, 바이오센서 등에 적용하기 위한 후속연구들이 활발하게 진행되고 있다. 하 교수는 "광범위한 분야에서 본격적으로 적용이 되면 경제적, 산업적으로 큰 파급효과를 낳을 수 있을 것으로 기대된다"고 강조했다. 입력시간 : 2006/11/01 16:32