[뉴스웍스=문병도 기자] 김성웅 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리 연구단  연구위원이 공기 중에서 산화되지 않는 구리 나노입자를 개발했다.

대부분의 금속은 공기 중에 노출되면 산화되면서 녹이 생긴다. 금속 표면에서 금속 원자와 공기 중의 산소 원자가 결합하면서 발생하는 자연적인 현상이다. 

구리 나노입자는 금속 나노입자 중 활용도가 가장 높지만 쉽게 산화되는 것으로 알려져 있다. 연구진은 구리 나노입자를 어떠한 표면처리 없이 공기 중에서 전혀 산화되지 않는 상태로 합성하는 데 성공했다.

연구진은 수년간 연구해온 신소재 전자화물에 주목했다. 

고농도의 전자를 포함하고 있는 전자화물 위에 구리 나노입자를 형성시키면, 다량의 전자가 전자화물에서 구리 나노입자로 전달되어 구리 나노입자의 표면에 과잉의 전자가 축적된다. 나노입자의 표면에 축적된 과잉의 전자만 공기 중의 산소와 반응하여 구리 나노입자는 산화가 일어나지 않는다는 것을 관찰했다. 

구리 나노입자를 수개월 이상 공기 중에 노출시켜도 전혀 산화되지 않고 구리의 금속성을 지속적으로 유지하는 것을 확인했다. 이러한 현상을 응용하여 산화되지 않는 은 나노입자 합성에도 성공했다.

공기 중에서 산화되지 않는 구리 나노입자를 대량생산 할 수 있는 용액공정도 개발했다.

김성웅 연구위원은 "구리 나노입자를 이종물질 코팅과 같은 표면처리도 없이 공기 중에 장시간 노출시켜도 산화되지 않는다는 것은 기존 상식을 깨는 현상"이라며 "구리 나노입자는 우수한 살균능력을 지속할 수 있어 K-방역에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

나노구조물리 연구단은 새로운 저차원 나노구조 물리현상을 탐구하고 나노과학 및 나노기술 분야에서 선도적인 연구집단이 되는 것이 목표다. 저차원구조 및 저차원 하이브리드 복합구조의 새로운 다기능적 물리특성을 발굴하고, 나노물질 측정시 감도 및 해상도를 개선하며 동시에 다양한 물성을 측정할 수 있는 다기능 나노스코피를 개발하고자 한다. 김성웅 연구위원은 전남대 학사, 석사 출신으로 도쿄공업대에서 박사학위를 받았다. 일본과학기술진흥기구 ERATO 프로젝트 연구원과 도쿄공업대 프론티어 리서치 센터 부교수를 거쳐 성균관대학교 에너지과학과 교수로 일하고 있다.  

기초과학연구원, 한국연구재단 미래소재디스커버리사업, 중점연구소사업, 글로벌프론티어사업 등의 도움을 받아 진행된 이번 연구결과는 나노 분야 권위지인 네이쳐 나노테크놀로지에 11일 게재됐다.