물 속에 녹은 금·은·구리 등 채취

플라즈마 이용 단일 금속 분리… '나노 금속잉크 소재' 활용 기대

■ 사업화 유망 히든 테크
(28) 금속 나노입자 생산기술 핵융합연구소 홍용철 박사팀

플라즈마를 이용해 금속화합물에서 나노 크기의 단일 금속을 분리·생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 이 기술을 이용하면 다양한 전자소자를 프린팅 공정으로 손쉽게 제작할 수 있는 인쇄전자용 나노 금속잉크 소재를 생산하는 데 활용할 수 있다.

국가핵융합연구소 홍용철 박사 연구팀은 금속화합물이 녹아 있는 액체에 플라즈마를 가해 수중방전을 일으켜 금속 나노입자를 생산하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 16일 밝혔다.금속화합물은 전자빔을 이용한 물리적 방법, 촉매나 환원제를 이용한 화학적 방법 등을 통해 개별 금속물질로 분리해 왔다. 그러나 이러한 방법은 순도가 높고 잘 정제된 금속물질을 분리하는 데 한계가 있고, 불순물과 부산물 등에 의한 환경오염, 대량 합성에 따른 높은 비용 등의 문제를 안고 있었다.

이 기술은 전기적 방법인 플라즈마를 이용해 물 속에서 금속 나노입자를 보다 빠르고 간편하게 분리·생성할 수 있다. 이를 통해 기존 화학적 방법에 비해 시간을 10분의 1 수준으로 단축시킬 수 있으며, 각종 부가적인 장비 등이 요구되는 물리적 방법보다 전극, 반응기, 전원장치 등의 간단한 장비를 이용해 저렴한 비용으로 금속 나노입자를 얻을 수 있다.

특히 금속화합물 종류에 상관없이 적용할 수 있으며, 화합물의 농도와 물성 등에 따라 플라즈마 세기 및 시간을 제어해 성능이 우수한 금속 나노입자를 생산할 수 있다. 이 기술은 핵융합연의 기술출자를 통한 연구소기업 설립으로 본격적인 기술사업화에 나설 계획이다.

홍용철 박사는 "이 기술은 나노잉크의 주요 성분인 구리, 은, 금 등을 분리·생산하는 데 효율적으로 널리 이용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@