[뉴스웍스=문병도 기자] 손동희 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 객원연구원, 김대형 부연구단장, 현택환 연구단장 공동연구팀이 다양한 형태로 변형해도 가시광선 영역의 빛을 정밀하게 감지 가능한 신축성 나노소자를 개발했다.

공 모양의 사람의 눈은 곡률변화에도 다양한 파장대의 빛을 어떠한 시력 저하 없이 정밀하게 감지할 수 있지만 전자소자는 형태가 변화하면 빛 감지 능력이 떨어진다. 

연구진은 인체 눈의 기능성을 모사하기 위해, 양자점, 유기 반도체성 고분자, 고무처럼 탄성력이 있는 탄성중합체를 최적의 비율로 합성해 고신축성 반도체 양자점 나노복합소재를 개발했다. 제작한 능동 매트릭스형 다층구조 포토트랜지스터 어레이에 머신러닝기법을 적용해 형태가 변해도 다양한 빛을 정확하게 감지 할 수 있도록 했다.  

포토트랜지스터 어레이를 구성하는 모든 소재는 반도체 공정과 호환이 가능하고, 소자 집적도를 크게 높일 수 있어 의미가 크다. 개발한 신축성 소재는 반도체 공정에 사용이 가능해 집적도를 기존보다 훨씬 높이며, 더 작은 크기의 소자를 만들 수 있어 고해상도 구현이 가능하다. 고해상도가 요구되는 광각 카메라나 인공망막 기술의 핵심 소자로 응용될 것으로 기대된다. 

현택환 단장은 "나노합성물 제작 방법은 광학 소재뿐만 여러 종류의 나노소재들과 고분자, 탄성중합체를 조합할 수 있어 고기능성 신축성 나노소재 제작에 다양하게 응용될 수 있다"고 말했다. 연구성과는 나노분야 최고권위의 학술지 '네이처 나노테크놀로지'에 8일 온라인 게재됐다.

한편 IBS 나노입자연구단은 나노 입자의 합성과 그 응용에 연구의 초점을 맞추고 있다. 나노 입자의 의료, 에너지 분야로의 무궁무진한 가능성을 집중적으로 연구하고 있다.

나노 입자는 벌크 상태나 원자·분자와 다른 독특한 전기적, 광학적, 자기적, 화학적 성질들을 나타낸다. 독특한 성질들을 이용하여 이 나노입자들은 생명과학 및 의학 분야, 에너지 분야, 정보기술 분야 등 수많은 분야에 응용될 가능성을 가지고 있다. 연구단에서는 화학적 방법을 이용하여 나노 입자를 합성하고 나노 입자의 화학적, 물리적 특성을 규명하는 동시에 나노 입자의 형성 기작을 탐구함으로써 근본적인 나노 입자의 형성 원리와 성질을 밝히는 연구에 매진하고 있다.

현택환 단장은 균일한 나노 입자를 저렴하고 손쉽게 대량생산 가능한 합성기술을 세계 최초로 개발한 과학자다. 한국인 학자 중 나노 분야 피인용 횟수 상위 0.1% 논문을 최다 보유하고 있다. 2010년 화학분야 세계 최고 권위 학술지인 ‘미국화학회지’에 한국인 최초로 부편집장으로 선임됐다.