KAIST 액체 원자단위 관찰기술 개발

[20120406]  

세계 최초로 카이스트(KAIST)연구진이

액체의 원자단위까지 관찰하고 분석하는 기술을 개발했다고 합니다.

카이스트 연구팀의 두분인데, 신기하게도 두분이 닮으셨네요..!ㅎㅎ

관련 내용은 사이언스지 4월 6일자에 벌써 실렸다고 합니다~!

링크 : 사이언스 High-Resolution EM of Colloidal Nanocrystal Growth Using Graphene Liquid Cells 논문

 

 

I 액체의 비밀?

1932년 투과전자현미경이 완성된 후,

1980년대에 고체를 원자단위까지 관찰하는데는 성공했지만,

액체를 원자단위까지 분석하는 것은

투과전자현미경이 발명된 후 80년동안 과학계의 숙제로 남아있었답니다.

그 이유는 투과전자현미경은 광학현미경보다 1천배가량 높은 분해능력을 갖고 있지만,

고진공상태에서 사용하기때문에 고정되지않고 즉시 공중으로 분해하는 액체는 관찰할 수 없었기 때문이죠.

 

최근에는 2009년에 버클리 캘리포니아주립대 연구팀이

실리콘으로 만들어진 그릇을 만들어 백금 나노입자 결정 성장을 관찰해 사이언스지에 보고했지만,

실리콘은 두께가 두꺼워 원자단위까지는 분석해내지 못했다고 합니다.

 

 

I 연구 방법은?

그렇다면 카이스트 연구팀은 어떻게 액체를 원자단위까지 관찰, 분석할 수 있었을까요?

해답은 바로 '그래핀' 이라는 신소제에 있었군요~!

 

2004년 처음 발견된 그래핀은 탄소원자들이 육각 벌집모양의 한 층으로 이루어져 두께가 0.34nm으로

지금까지 합성할 수 있는 물질 중 가장 얇은 물질이며, 구리보다 전류를 100배나 잘 흘리고

강철보다 200배나 강해 차세대 디스플레이와 에너지 저장 소자로 개발중이며,

투명하고 잘 휘어지는 특징으로, 투과전자현미경 안에서도 그래핀이 투명하게 보인다고 합니다.

게다가 액체를 감싸고 있는 그래핀은 강도가 매우 뛰어나

고진공 환경에서도 액체를 고정시킬 수 있었다는!!!

이를 이용해서 세계 최초로

액체안에서 원자단위로 백금 결정들이 초기 형성되는 것과 성장과정을 관찰할 수 있었답니다~!

 

I 응용 분야는?

액체가 고체로 결정화되는 메커니즘 확인이 가능한 기술이기에

① 나노크기의 제조공정에서의 활용 　② 전지내 전해질과 전극 사이의 반응 관찰 　③ 액체내 각종 총매반응 관찰 　④ 혈액 속 바이러스의 결합과정 분석 및 몸속 결석의 형성과정 관찰 　⑤ 냉동인간 해동과정에서 발생하는 얼음의 재결정에 의한 세포 파괴현상에 대한 해동기술 개발에 응용

기초과학 연구에서부터 전자산업, 바이오산업에까지 폭넓게 활용할 수 있는 대단한 기술이군요~!

'그래핀'의 원료가 흑연이라는데, 흑연은 우리나라가 그나마 가지고 있는 광물자원 아니던가요?ㅎ

'그래핀'이라는 신소재로 인간이 관찰하지 못했던 분야에 대한 다양한 분야를 연구하는 것을 봤을때,

앞으로도 여전히 미지의 세계로 남아있는 분야에 대한 연구와 해답도 점차 밝혀지길 기대해봅니다.