- 자가조립을 통한 나노미터 두께의 균일한 맥신 필름 제조 - 유연 전자소자 및 5G 통신 기기에 적용 가능 국내 연구진이 전자파 차단 신소재의 실질적 적용 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 물질구조제어연구센터 구종민 센터장 연구팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 김상욱 교수, 미국 Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수팀과의 공동연구를 통해 전자파 차단 신소재 ‘맥신(MXene)’을 나노미터 두께의 초박막 필름으로 제작하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 구종민 센터장이 2016년 개발한 맥신(MXene) : KIST 구종민 센터장 연구팀이 개발한 금속과 같은 수준의 높은 전기전도도(106 S/m)를 가지며, 기존 금속 전자파 차폐 소재보다 가벼우면서도 가공이 쉬운 2차원 나노 재료. 전자파 차폐 효율은 전기전도성이 높을수록 좋아진다. (※Science 353, Issue 6304, pp. 1137-1140) ‘맥신(MXene)‘은 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질이다. 그동안 맥신 소재 자체의 우수한 전자파 차단 성능은 보고되었지만, 고집적 5G 통신 및 모바일 전자기기에 직접 응용 가능한 기술은 개발되지 않은 상태였다. KIST-KAIST-Drexel 대학교 공동연구진은 유연 전자소자 및 5G 통신 모바일 기기에 적용할 수 있는 전자파 차폐 소재 기술로써 자가조립(Self-assembly)기술을 활용하여 원자 수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 제작했다. 맥신 수분산액 표면에 휘발성이 있는 용액을 공급하여 맥신을 표면에 표류시키고, 표면장력 차이에 의한 대류 현상에 의해 맥신 나노입자들이 스스로 배열하여 원자수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 형성한다. 공동연구진이 개발한 자가조립 기술은 기존 용액공정으로 구현할 수 없는, 원자단위의 두께 균일도를 가지는 대면적 필름을 제조할 수 있는 기술이다. 이를 통해 제작한 초박막 맥신 필름은 원하는 기판에 쉽게 전사(tranfer)할 수 있으며 여러 번 적층하여 두께 및 투과도, 표면저항을 자유롭게 제어할 수 있다. 이 필름을 55nm 두께로 적층하면 99% 이상 전자파 차단이 가능했다. 이는 현재까지 보고된 어떤 전자파 차단 소재보다 우수한 성능(두께 대비 차단 효과)이다. KIST 구종민 센터장은 “자가조립 기술을 이용하여 원자 수준의 두께 균일도를 갖는 맥신(Ti3C2Tx) 박막 필름 제조 기술을 개발하였고, 이를 통해, 나노미터 두께에서의 2D 나노 재료의 전자파 차폐 메커니즘을 규명하여 유연 전자소자용 초박막 전자파 차폐 응용 기술을 개발하였다.”라며 “향후 개발된 맥신 박막 코팅 기술이 다양한 전자기기에 적용되고 양산화 공정을 구현할 수 있을 것으로 기대되며, 장기적으로는 차세대 전자파 차폐 및 유연인쇄 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기를 마련하게 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Research Laboratory사업, 리더연구자지원사업(다차원 나노조립제어 창의연구단), NNFC-Drexel-SMU 국제 공동연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 과학전문지인 ‘Advanced Materials’ (IF:25.809, JCR 분야 상위 1.042%) 최신 호에 표지 논문(Inside cover)으로 게재되었다. * (논문명) Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies - (제 1저자) 한국과학기술원 신소재공학과 윤태영 박사후연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 김혜림 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 Aamir Iqbal 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술원 신소재공학과 김상욱 교수 - (교신저자) Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 구종민 책임연구원(센터장) <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지(Inside cover) [그림 2] 자가조립 방법에 의한 단일 층 맥신 필름 제조 모식도 맥신 나노입자 수분용액에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하면 증발속도 차이에 의하여 레일리-베나르 대류가 발생하게 되고 대류에 의해 떠오른 맥신 시트들은 동시에 발생하는 마란고니효과에 의해서 모여 자발적으로 단일 층 맥신 필름을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 단일 층 맥신 필름을 원하는 기판에 전사 후 건조한다. [그림 3] 자가조립 필름의 적층 수에 따른 맥신 필름 이미지(위) 및 흡광도 측정 그래프(아래) 자가조립에 의해 제조된 단일 층 맥신 자기조립 필름을 여러 층 적층하여 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있다. 적층 수가 증가함에 따라 흡광도가 균일하게 증가하는 것으로 보아 필름의 두께가 균일하게 증가하는 것을 알 수 있다. [그림 4] 맥신 필름의 전자파 차폐성능 및 비교 필름 두께가 증가함에 따라 전자파 차폐성능이 향상하는 것을 보여주며 (A), 맥신 필름의 두께에 따른 전자파 차폐 성능 실험 결과는 반사, 흡수, 다중반사를 고려한 이론적 계산과학 결과와 매우 일치한다 (B). 맥신 필름은 55nm 두께에서 99% 이상의 차폐 효율을 가지며 (C), 현재까지 보고된 어떤한 재료보다 우수한 절대 차폐 효과 (absolute shielding effectiveness)를 보이며, 이는 맥신 박막 필름이 단위 두께 및 중량에서 현재까지 보고된 어떠한 전자파 소재 보다 우수한 전자파 차폐 성능을 보여준다 (D).

- 자가조립을 통한 나노미터 두께의 균일한 맥신 필름 제조 - 유연 전자소자 및 5G 통신 기기에 적용 가능 국내 연구진이 전자파 차단 신소재의 실질적 적용 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 물질구조제어연구센터 구종민 센터장 연구팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 김상욱 교수, 미국 Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수팀과의 공동연구를 통해 전자파 차단 신소재 ‘맥신(MXene)’을 나노미터 두께의 초박막 필름으로 제작하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 구종민 센터장이 2016년 개발한 맥신(MXene) : KIST 구종민 센터장 연구팀이 개발한 금속과 같은 수준의 높은 전기전도도(106 S/m)를 가지며, 기존 금속 전자파 차폐 소재보다 가벼우면서도 가공이 쉬운 2차원 나노 재료. 전자파 차폐 효율은 전기전도성이 높을수록 좋아진다. (※Science 353, Issue 6304, pp. 1137-1140) ‘맥신(MXene)‘은 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질이다. 그동안 맥신 소재 자체의 우수한 전자파 차단 성능은 보고되었지만, 고집적 5G 통신 및 모바일 전자기기에 직접 응용 가능한 기술은 개발되지 않은 상태였다. KIST-KAIST-Drexel 대학교 공동연구진은 유연 전자소자 및 5G 통신 모바일 기기에 적용할 수 있는 전자파 차폐 소재 기술로써 자가조립(Self-assembly)기술을 활용하여 원자 수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 제작했다. 맥신 수분산액 표면에 휘발성이 있는 용액을 공급하여 맥신을 표면에 표류시키고, 표면장력 차이에 의한 대류 현상에 의해 맥신 나노입자들이 스스로 배열하여 원자수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 형성한다. 공동연구진이 개발한 자가조립 기술은 기존 용액공정으로 구현할 수 없는, 원자단위의 두께 균일도를 가지는 대면적 필름을 제조할 수 있는 기술이다. 이를 통해 제작한 초박막 맥신 필름은 원하는 기판에 쉽게 전사(tranfer)할 수 있으며 여러 번 적층하여 두께 및 투과도, 표면저항을 자유롭게 제어할 수 있다. 이 필름을 55nm 두께로 적층하면 99% 이상 전자파 차단이 가능했다. 이는 현재까지 보고된 어떤 전자파 차단 소재보다 우수한 성능(두께 대비 차단 효과)이다. KIST 구종민 센터장은 “자가조립 기술을 이용하여 원자 수준의 두께 균일도를 갖는 맥신(Ti3C2Tx) 박막 필름 제조 기술을 개발하였고, 이를 통해, 나노미터 두께에서의 2D 나노 재료의 전자파 차폐 메커니즘을 규명하여 유연 전자소자용 초박막 전자파 차폐 응용 기술을 개발하였다.”라며 “향후 개발된 맥신 박막 코팅 기술이 다양한 전자기기에 적용되고 양산화 공정을 구현할 수 있을 것으로 기대되며, 장기적으로는 차세대 전자파 차폐 및 유연인쇄 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기를 마련하게 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Research Laboratory사업, 리더연구자지원사업(다차원 나노조립제어 창의연구단), NNFC-Drexel-SMU 국제 공동연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 과학전문지인 ‘Advanced Materials’ (IF:25.809, JCR 분야 상위 1.042%) 최신 호에 표지 논문(Inside cover)으로 게재되었다. * (논문명) Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies - (제 1저자) 한국과학기술원 신소재공학과 윤태영 박사후연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 김혜림 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 Aamir Iqbal 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술원 신소재공학과 김상욱 교수 - (교신저자) Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 구종민 책임연구원(센터장) <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지(Inside cover) [그림 2] 자가조립 방법에 의한 단일 층 맥신 필름 제조 모식도 맥신 나노입자 수분용액에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하면 증발속도 차이에 의하여 레일리-베나르 대류가 발생하게 되고 대류에 의해 떠오른 맥신 시트들은 동시에 발생하는 마란고니효과에 의해서 모여 자발적으로 단일 층 맥신 필름을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 단일 층 맥신 필름을 원하는 기판에 전사 후 건조한다. [그림 3] 자가조립 필름의 적층 수에 따른 맥신 필름 이미지(위) 및 흡광도 측정 그래프(아래) 자가조립에 의해 제조된 단일 층 맥신 자기조립 필름을 여러 층 적층하여 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있다. 적층 수가 증가함에 따라 흡광도가 균일하게 증가하는 것으로 보아 필름의 두께가 균일하게 증가하는 것을 알 수 있다. [그림 4] 맥신 필름의 전자파 차폐성능 및 비교 필름 두께가 증가함에 따라 전자파 차폐성능이 향상하는 것을 보여주며 (A), 맥신 필름의 두께에 따른 전자파 차폐 성능 실험 결과는 반사, 흡수, 다중반사를 고려한 이론적 계산과학 결과와 매우 일치한다 (B). 맥신 필름은 55nm 두께에서 99% 이상의 차폐 효율을 가지며 (C), 현재까지 보고된 어떤한 재료보다 우수한 절대 차폐 효과 (absolute shielding effectiveness)를 보이며, 이는 맥신 박막 필름이 단위 두께 및 중량에서 현재까지 보고된 어떠한 전자파 소재 보다 우수한 전자파 차폐 성능을 보여준다 (D).

- 자가조립을 통한 나노미터 두께의 균일한 맥신 필름 제조 - 유연 전자소자 및 5G 통신 기기에 적용 가능 국내 연구진이 전자파 차단 신소재의 실질적 적용 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 물질구조제어연구센터 구종민 센터장 연구팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 김상욱 교수, 미국 Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수팀과의 공동연구를 통해 전자파 차단 신소재 ‘맥신(MXene)’을 나노미터 두께의 초박막 필름으로 제작하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 구종민 센터장이 2016년 개발한 맥신(MXene) : KIST 구종민 센터장 연구팀이 개발한 금속과 같은 수준의 높은 전기전도도(106 S/m)를 가지며, 기존 금속 전자파 차폐 소재보다 가벼우면서도 가공이 쉬운 2차원 나노 재료. 전자파 차폐 효율은 전기전도성이 높을수록 좋아진다. (※Science 353, Issue 6304, pp. 1137-1140) ‘맥신(MXene)‘은 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질이다. 그동안 맥신 소재 자체의 우수한 전자파 차단 성능은 보고되었지만, 고집적 5G 통신 및 모바일 전자기기에 직접 응용 가능한 기술은 개발되지 않은 상태였다. KIST-KAIST-Drexel 대학교 공동연구진은 유연 전자소자 및 5G 통신 모바일 기기에 적용할 수 있는 전자파 차폐 소재 기술로써 자가조립(Self-assembly)기술을 활용하여 원자 수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 제작했다. 맥신 수분산액 표면에 휘발성이 있는 용액을 공급하여 맥신을 표면에 표류시키고, 표면장력 차이에 의한 대류 현상에 의해 맥신 나노입자들이 스스로 배열하여 원자수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 형성한다. 공동연구진이 개발한 자가조립 기술은 기존 용액공정으로 구현할 수 없는, 원자단위의 두께 균일도를 가지는 대면적 필름을 제조할 수 있는 기술이다. 이를 통해 제작한 초박막 맥신 필름은 원하는 기판에 쉽게 전사(tranfer)할 수 있으며 여러 번 적층하여 두께 및 투과도, 표면저항을 자유롭게 제어할 수 있다. 이 필름을 55nm 두께로 적층하면 99% 이상 전자파 차단이 가능했다. 이는 현재까지 보고된 어떤 전자파 차단 소재보다 우수한 성능(두께 대비 차단 효과)이다. KIST 구종민 센터장은 “자가조립 기술을 이용하여 원자 수준의 두께 균일도를 갖는 맥신(Ti3C2Tx) 박막 필름 제조 기술을 개발하였고, 이를 통해, 나노미터 두께에서의 2D 나노 재료의 전자파 차폐 메커니즘을 규명하여 유연 전자소자용 초박막 전자파 차폐 응용 기술을 개발하였다.”라며 “향후 개발된 맥신 박막 코팅 기술이 다양한 전자기기에 적용되고 양산화 공정을 구현할 수 있을 것으로 기대되며, 장기적으로는 차세대 전자파 차폐 및 유연인쇄 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기를 마련하게 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Research Laboratory사업, 리더연구자지원사업(다차원 나노조립제어 창의연구단), NNFC-Drexel-SMU 국제 공동연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 과학전문지인 ‘Advanced Materials’ (IF:25.809, JCR 분야 상위 1.042%) 최신 호에 표지 논문(Inside cover)으로 게재되었다. * (논문명) Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies - (제 1저자) 한국과학기술원 신소재공학과 윤태영 박사후연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 김혜림 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 Aamir Iqbal 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술원 신소재공학과 김상욱 교수 - (교신저자) Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 구종민 책임연구원(센터장) <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지(Inside cover) [그림 2] 자가조립 방법에 의한 단일 층 맥신 필름 제조 모식도 맥신 나노입자 수분용액에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하면 증발속도 차이에 의하여 레일리-베나르 대류가 발생하게 되고 대류에 의해 떠오른 맥신 시트들은 동시에 발생하는 마란고니효과에 의해서 모여 자발적으로 단일 층 맥신 필름을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 단일 층 맥신 필름을 원하는 기판에 전사 후 건조한다. [그림 3] 자가조립 필름의 적층 수에 따른 맥신 필름 이미지(위) 및 흡광도 측정 그래프(아래) 자가조립에 의해 제조된 단일 층 맥신 자기조립 필름을 여러 층 적층하여 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있다. 적층 수가 증가함에 따라 흡광도가 균일하게 증가하는 것으로 보아 필름의 두께가 균일하게 증가하는 것을 알 수 있다. [그림 4] 맥신 필름의 전자파 차폐성능 및 비교 필름 두께가 증가함에 따라 전자파 차폐성능이 향상하는 것을 보여주며 (A), 맥신 필름의 두께에 따른 전자파 차폐 성능 실험 결과는 반사, 흡수, 다중반사를 고려한 이론적 계산과학 결과와 매우 일치한다 (B). 맥신 필름은 55nm 두께에서 99% 이상의 차폐 효율을 가지며 (C), 현재까지 보고된 어떤한 재료보다 우수한 절대 차폐 효과 (absolute shielding effectiveness)를 보이며, 이는 맥신 박막 필름이 단위 두께 및 중량에서 현재까지 보고된 어떠한 전자파 소재 보다 우수한 전자파 차폐 성능을 보여준다 (D).

- 자가조립을 통한 나노미터 두께의 균일한 맥신 필름 제조 - 유연 전자소자 및 5G 통신 기기에 적용 가능 국내 연구진이 전자파 차단 신소재의 실질적 적용 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 물질구조제어연구센터 구종민 센터장 연구팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 김상욱 교수, 미국 Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수팀과의 공동연구를 통해 전자파 차단 신소재 ‘맥신(MXene)’을 나노미터 두께의 초박막 필름으로 제작하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 구종민 센터장이 2016년 개발한 맥신(MXene) : KIST 구종민 센터장 연구팀이 개발한 금속과 같은 수준의 높은 전기전도도(106 S/m)를 가지며, 기존 금속 전자파 차폐 소재보다 가벼우면서도 가공이 쉬운 2차원 나노 재료. 전자파 차폐 효율은 전기전도성이 높을수록 좋아진다. (※Science 353, Issue 6304, pp. 1137-1140) ‘맥신(MXene)‘은 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질이다. 그동안 맥신 소재 자체의 우수한 전자파 차단 성능은 보고되었지만, 고집적 5G 통신 및 모바일 전자기기에 직접 응용 가능한 기술은 개발되지 않은 상태였다. KIST-KAIST-Drexel 대학교 공동연구진은 유연 전자소자 및 5G 통신 모바일 기기에 적용할 수 있는 전자파 차폐 소재 기술로써 자가조립(Self-assembly)기술을 활용하여 원자 수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 제작했다. 맥신 수분산액 표면에 휘발성이 있는 용액을 공급하여 맥신을 표면에 표류시키고, 표면장력 차이에 의한 대류 현상에 의해 맥신 나노입자들이 스스로 배열하여 원자수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 형성한다. 공동연구진이 개발한 자가조립 기술은 기존 용액공정으로 구현할 수 없는, 원자단위의 두께 균일도를 가지는 대면적 필름을 제조할 수 있는 기술이다. 이를 통해 제작한 초박막 맥신 필름은 원하는 기판에 쉽게 전사(tranfer)할 수 있으며 여러 번 적층하여 두께 및 투과도, 표면저항을 자유롭게 제어할 수 있다. 이 필름을 55nm 두께로 적층하면 99% 이상 전자파 차단이 가능했다. 이는 현재까지 보고된 어떤 전자파 차단 소재보다 우수한 성능(두께 대비 차단 효과)이다. KIST 구종민 센터장은 “자가조립 기술을 이용하여 원자 수준의 두께 균일도를 갖는 맥신(Ti3C2Tx) 박막 필름 제조 기술을 개발하였고, 이를 통해, 나노미터 두께에서의 2D 나노 재료의 전자파 차폐 메커니즘을 규명하여 유연 전자소자용 초박막 전자파 차폐 응용 기술을 개발하였다.”라며 “향후 개발된 맥신 박막 코팅 기술이 다양한 전자기기에 적용되고 양산화 공정을 구현할 수 있을 것으로 기대되며, 장기적으로는 차세대 전자파 차폐 및 유연인쇄 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기를 마련하게 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Research Laboratory사업, 리더연구자지원사업(다차원 나노조립제어 창의연구단), NNFC-Drexel-SMU 국제 공동연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 과학전문지인 ‘Advanced Materials’ (IF:25.809, JCR 분야 상위 1.042%) 최신 호에 표지 논문(Inside cover)으로 게재되었다. * (논문명) Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies - (제 1저자) 한국과학기술원 신소재공학과 윤태영 박사후연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 김혜림 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 Aamir Iqbal 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술원 신소재공학과 김상욱 교수 - (교신저자) Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 구종민 책임연구원(센터장) <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지(Inside cover) [그림 2] 자가조립 방법에 의한 단일 층 맥신 필름 제조 모식도 맥신 나노입자 수분용액에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하면 증발속도 차이에 의하여 레일리-베나르 대류가 발생하게 되고 대류에 의해 떠오른 맥신 시트들은 동시에 발생하는 마란고니효과에 의해서 모여 자발적으로 단일 층 맥신 필름을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 단일 층 맥신 필름을 원하는 기판에 전사 후 건조한다. [그림 3] 자가조립 필름의 적층 수에 따른 맥신 필름 이미지(위) 및 흡광도 측정 그래프(아래) 자가조립에 의해 제조된 단일 층 맥신 자기조립 필름을 여러 층 적층하여 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있다. 적층 수가 증가함에 따라 흡광도가 균일하게 증가하는 것으로 보아 필름의 두께가 균일하게 증가하는 것을 알 수 있다. [그림 4] 맥신 필름의 전자파 차폐성능 및 비교 필름 두께가 증가함에 따라 전자파 차폐성능이 향상하는 것을 보여주며 (A), 맥신 필름의 두께에 따른 전자파 차폐 성능 실험 결과는 반사, 흡수, 다중반사를 고려한 이론적 계산과학 결과와 매우 일치한다 (B). 맥신 필름은 55nm 두께에서 99% 이상의 차폐 효율을 가지며 (C), 현재까지 보고된 어떤한 재료보다 우수한 절대 차폐 효과 (absolute shielding effectiveness)를 보이며, 이는 맥신 박막 필름이 단위 두께 및 중량에서 현재까지 보고된 어떠한 전자파 소재 보다 우수한 전자파 차폐 성능을 보여준다 (D).

- 자가조립을 통한 나노미터 두께의 균일한 맥신 필름 제조 - 유연 전자소자 및 5G 통신 기기에 적용 가능 국내 연구진이 전자파 차단 신소재의 실질적 적용 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 물질구조제어연구센터 구종민 센터장 연구팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 김상욱 교수, 미국 Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수팀과의 공동연구를 통해 전자파 차단 신소재 ‘맥신(MXene)’을 나노미터 두께의 초박막 필름으로 제작하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 구종민 센터장이 2016년 개발한 맥신(MXene) : KIST 구종민 센터장 연구팀이 개발한 금속과 같은 수준의 높은 전기전도도(106 S/m)를 가지며, 기존 금속 전자파 차폐 소재보다 가벼우면서도 가공이 쉬운 2차원 나노 재료. 전자파 차폐 효율은 전기전도성이 높을수록 좋아진다. (※Science 353, Issue 6304, pp. 1137-1140) ‘맥신(MXene)‘은 전자파 차폐 소재로 사용될 수 있는 전기전도성이 우수한 2차원 나노 신물질이다. 그동안 맥신 소재 자체의 우수한 전자파 차단 성능은 보고되었지만, 고집적 5G 통신 및 모바일 전자기기에 직접 응용 가능한 기술은 개발되지 않은 상태였다. KIST-KAIST-Drexel 대학교 공동연구진은 유연 전자소자 및 5G 통신 모바일 기기에 적용할 수 있는 전자파 차폐 소재 기술로써 자가조립(Self-assembly)기술을 활용하여 원자 수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 제작했다. 맥신 수분산액 표면에 휘발성이 있는 용액을 공급하여 맥신을 표면에 표류시키고, 표면장력 차이에 의한 대류 현상에 의해 맥신 나노입자들이 스스로 배열하여 원자수준의 두께 균일도를 가지는 초박막 맥신 필름을 형성한다. 공동연구진이 개발한 자가조립 기술은 기존 용액공정으로 구현할 수 없는, 원자단위의 두께 균일도를 가지는 대면적 필름을 제조할 수 있는 기술이다. 이를 통해 제작한 초박막 맥신 필름은 원하는 기판에 쉽게 전사(tranfer)할 수 있으며 여러 번 적층하여 두께 및 투과도, 표면저항을 자유롭게 제어할 수 있다. 이 필름을 55nm 두께로 적층하면 99% 이상 전자파 차단이 가능했다. 이는 현재까지 보고된 어떤 전자파 차단 소재보다 우수한 성능(두께 대비 차단 효과)이다. KIST 구종민 센터장은 “자가조립 기술을 이용하여 원자 수준의 두께 균일도를 갖는 맥신(Ti3C2Tx) 박막 필름 제조 기술을 개발하였고, 이를 통해, 나노미터 두께에서의 2D 나노 재료의 전자파 차폐 메커니즘을 규명하여 유연 전자소자용 초박막 전자파 차폐 응용 기술을 개발하였다.”라며 “향후 개발된 맥신 박막 코팅 기술이 다양한 전자기기에 적용되고 양산화 공정을 구현할 수 있을 것으로 기대되며, 장기적으로는 차세대 전자파 차폐 및 유연인쇄 전자소자 응용 연구를 촉진하는 계기를 마련하게 될 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Research Laboratory사업, 리더연구자지원사업(다차원 나노조립제어 창의연구단), NNFC-Drexel-SMU 국제 공동연구사업으로 수행되었다. 본 연구 결과는 과학전문지인 ‘Advanced Materials’ (IF:25.809, JCR 분야 상위 1.042%) 최신 호에 표지 논문(Inside cover)으로 게재되었다. * (논문명) Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies - (제 1저자) 한국과학기술원 신소재공학과 윤태영 박사후연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 김혜림 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 Aamir Iqbal 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술원 신소재공학과 김상욱 교수 - (교신저자) Drexel 대학교 Yury Gogotsi 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터 구종민 책임연구원(센터장) <그림설명> [그림 1] 표지논문 이미지(Inside cover) [그림 2] 자가조립 방법에 의한 단일 층 맥신 필름 제조 모식도 맥신 나노입자 수분용액에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 첨가하면 증발속도 차이에 의하여 레일리-베나르 대류가 발생하게 되고 대류에 의해 떠오른 맥신 시트들은 동시에 발생하는 마란고니효과에 의해서 모여 자발적으로 단일 층 맥신 필름을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 단일 층 맥신 필름을 원하는 기판에 전사 후 건조한다. [그림 3] 자가조립 필름의 적층 수에 따른 맥신 필름 이미지(위) 및 흡광도 측정 그래프(아래) 자가조립에 의해 제조된 단일 층 맥신 자기조립 필름을 여러 층 적층하여 원하는 두께의 필름을 제조할 수 있다. 적층 수가 증가함에 따라 흡광도가 균일하게 증가하는 것으로 보아 필름의 두께가 균일하게 증가하는 것을 알 수 있다. [그림 4] 맥신 필름의 전자파 차폐성능 및 비교 필름 두께가 증가함에 따라 전자파 차폐성능이 향상하는 것을 보여주며 (A), 맥신 필름의 두께에 따른 전자파 차폐 성능 실험 결과는 반사, 흡수, 다중반사를 고려한 이론적 계산과학 결과와 매우 일치한다 (B). 맥신 필름은 55nm 두께에서 99% 이상의 차폐 효율을 가지며 (C), 현재까지 보고된 어떤한 재료보다 우수한 절대 차폐 효과 (absolute shielding effectiveness)를 보이며, 이는 맥신 박막 필름이 단위 두께 및 중량에서 현재까지 보고된 어떠한 전자파 소재 보다 우수한 전자파 차폐 성능을 보여준다 (D).

전통과학 원리규명 자연과 더불어 살아온 선조들의 생활은 오랜 기간 동안의 축적된 경험에 의한 결과로서 대부분 환경 친화적이고 자연 및 인간 친화적인 소재와 기술로 구성되어 있습니다. 이들 속에 숨겨진 과학적인 원리를 현대과학기술에 의해 규명하고 재조명？재해석하여 산업발전으로 이끌 수 있을 것입니다.

전통문화산업 R&D platform 구축 우리나라의 과학기술 수준에 비하여 상대적으로 낙후된 전통문화산업을 획기적으로 발전시킬 수 있는 R&D 플랫폼을 구축합니다. 전통문화산업 발전을 위한 인력 DB, 산/학/연/관 기술협력 촉진을 위한 협의체 구성, 전통문화산업 현장 기술애로 해소, 전통 우수제품의 마케팅 지원, 지적재산권 확보 및 산업계 교육을 통한 인력 양성 등의 내용이 포함됩니다.

전통문화와 과학기술 융합으로 새로운 가치 창출 - 전통르네상스지원단, 4월 18일「전통문화과학기술 지역협력워크숍」개최 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 미래창조과학부(장관 최양희)가 2016년 7월부터 시행하고 있는 전통문화융합연구사업의 일환으로, 전통르네상스지원단(단장 홍경태(KIST))이 주관하는 「전통문화과학기술 지역협력 워크숍 : 전북지역의 전통문화산업 육성을 위한 과학기술의 역할」을 4월 18일(화) 전북대학교 박물관에서 개최했다고 밝혔다. 이번 워크숍은 과학기술과의 융합을 통하여 전통문화산업의 기술 역량을 강화하고, 새로운 성장동력으로 나아갈 수 있는 방안을 모색하기 위해 마련되었다. ※ (주최) 미래창조과학부, 한국연구재단, 전통문화과학기술협의회, (주관) 전통르네상스지원단, 전북대 무형문화연구소, 한국전통문화전당, 전북창조경제혁신센터, (후원) 전라북도, 전주시 전라북도지역의 대표적인 전통문화산업인 한지와 옻칠 분야의 사례와 지원방안을 중심으로 ‘전통문화의 재발견과 새로운 가치창출’을 위한 ‘담론의 장’을 제공하는 동시에 과학기술과의 실질적인 협력을 추진할 수 있는 전통문화산업의 힘찬 ‘도약의 장’이었다. 과학기술 융합을 통한 전통문화 내재 가치의 산업화？고부가가치화를 실현하기 위해 산？학？연 기술협력 네트워크인「전통문화과학기술협의회」를 중심으로, 전통문화·과학기술계 전문가, 전통문화산업체 관계자가 참여하여 한지와 옻칠 분야의 과학기술 융합 성과사례 등을 발표하였다. 전통문화과학기술협의회는 분야별 전문기관, 교육기관, 협회·조합, 연구기관, 과학관 등 16개 관계기관이 참여하고 있고, 전통문화자원에 현대 과학기술을 접목하여 전통문화산업의 기술혁신 생태계 구축 및 경쟁력 강화를 목적으로 구성되었다. 동 협의회는 산업 현장의 애로기술 발굴부터 기술인력 양성, 연구개발과 사업화 지원까지 전주기를 아우르는 협력을 추진 중이며, 운영은 전통문화 장인, 대학·출연연 연구자 등 산·학·연 전문가로 구성된 ‘전통르네상스지원단’에서 맡고 있다. 특히, 이 날 행사에서는 한지와 옻칠 분야의 사례와 지원방안에 대한 발표가 이어져, 한국과학기술연구원(KIST) 한호규 전통문화과학기술연구단장이 국내외 옻칠연구의 동향을 소개하고, 옻칠이 활용된 ‘자동차내장재’(남원옻칠사업단), ‘옻칠한지장판’(명품한지마루), ‘한지를 이용한 사진 인쇄 기술 사례’(지숨), 가벼우면서도 강한 한지의 장점을 살린 ‘한지가죽’(조현진한지연구소), 물에 젖어도 ‘찢어지지 않는 창호지’(고감한지앤페이퍼)와 같은 전문기관과 민간기업의 창의적 시도와 과학기술 융합 제품도 전시될 예정이다. 전통르네상스지원단 홍경태 단장은 “전통문화에 현대기술을 융복합하여 새로운 시장을 만들어 낼 수 있는 산업을 육성하는 방안을 모색하고 실천하겠다.”라며, “이번 전라북도의 한지와 옻칠을 중심으로 시작한 워크숍을 계기로 차후에도 다른 지역으로 이어지는 연속성 있는 워크숍을 개최하여 지역에 기반을 둔 전통문화산업이 육성될 수 있도록 기여하고자 한다.”고 밝혔다.

전통문화자원ㆍ현대과학기술 융？복합 전통소재 및 기술 등의 전통문화자원을 현대의 첨단과학기술과 융ㆍ복합하여 전통제품의 개량ㆍ개선 (spin-in) 또는 이들로부터 신산업을 창출 (spin-out) 할 수 있는 연구과제를 발굴합니다.

전통소재 분석기 전통소재 및 기술을 현대적인 첨단 화학？물리 분석기법을 활용하여 분석함으로서 전통소재 및 기술의 우수한 점을 알아낼 수 있습니다. 이를 토대로 전통소재 및 기술의 발전 및 신산업을 선도하고 스토리텔링의 근거를 마련할 수 있습니다.