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표준연 이우 박사 '네이처 나노테크놀러지'에 발표

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(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 알루미늄 표면에 나노 구멍들(1㎚=10억분의1ｍ)이 규칙적으로 배열된 산화 알루미늄 박막을 대량 생산하는 기술이 개발됐다.

한국표준과학연구원 이우 박사와 독일 막스플랑크 마이크로구조 물리학연구소 연구진은 24일 '네이처 나노테크놀러지'에서 펄스를 이용해 나노다공성 산화알루미늄 박막을 대량으로 생산하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이 기술은 기존 알루미늄 가공기술들의 문제점을 획기적으로 개선한 것으로 이 방법으로 제조된 나노다공성 알루미늄 박막은 광결정과 맞춤형 나노선 등 나노구조체와 고기능성 첨단기술 제품 생산에 기여할 것으로 기대된다.

알루미늄을 '양극산화(애노다이징)'로 불리는 전기화학적 방법으로 산화시키면 금속표면 1㎠ 당 100억개 이상의 구멍이 있는 나노다공성 산화 알루미늄 피막이 형성되고 이런 표면은 전기적 절연성이나 항부식성 등 좋은 물성을 갖게 된다.

지금까지 알루미늄 표면가공에는 높은 전압과 전류밀도에서 황산을 이용하는 '하드애노다이징'과 낮은 전압과 전류밀도에서 가공하는 '마일드애노다이징' 공정이 주로 사용됐으나 이들 공정은 각각 구멍 크기와 배열 불균일, 피막 표면의 균열, 느린 공정속도 등의 문제점이 있었다.

연구진은 알루미늄의 양극산화 반응 중 '하드/마일드 애노다이징' 조건을 각각 충족시킬 수 있는 짧은 시간의 전압펄스를 번갈아 규칙적으로 가함으로써 두가지 기술의 장점만 가진 '펄스애노다이징' 기술을 개발했다.

알루미늄에 저/고전압을 펄스형태로 규칙적으로 가해주면 구멍의 성장방향으로 화학적 조성이 규칙적으로 변화된 산화 알루미늄 박막층이 얻어지며 구멍의 지름이 규칙적으로 변화된 독특한 3차원적 나노다공성 산화 알루미늄도 만들 수 있다.

이 박사는 "이 기술로 얻어지는 나노다공성 산화 알루미늄 박막은 광결정, 맞춤형 나노선, 나노튜브와 같은 나노구조체나 패터닝 마스크 및 필터 등 고기능성 첨단기술제품 생산에 적합할 것"이라고 말했다.

그는 또 "이 연구는 구멍 형성과 관련된 메커니즘을 이해할 수 있는 단서를 제공함으로써 양극산화를 통해 새로운 다공성 산화피막 생산할 수 있는 토대가 될 것"이라며 "이 기술이 알루미늄 산업계와 나노과학기술계를 잇는 교량 역할을 할 것으로 기대한다"고 말했다.

한국표준과학연구원 이우 박사

scitech@yna.co.kr

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