9월 과학기술인상, 구종민 KIST 박사…신개념 고분자 복합체 개발

과기정통부와 연구재단은 구종민 박사가 전자파 간섭을 막는 고분자 복합체를 개발해 금속을 사용하지 않는 신개념의 전자파 차폐 소재 개발에 기여한 공로가 높이 평가됐다고 선정 배경을 설명했다. 

최근 전자장치가 소형화·고집적화·고기능화되면서 장치 간 전자파 간섭에 의한 오작동 문제가 심각해지고 있다. 전자파 차폐 성능은 소재의 전기 전도도에 비례하는 특성을 보여 전기 전도성이 우수한 은(Ag)·구리(Cu) 입자 등을 전자파 차폐 복합 소재 원료로 사용하지만 이러한 금속 소재는 가공이 어렵고 가격이 비싸다는 단점이 있었다. 

구종민 박사는 이러한 문제점을 극복하기 위해 전이금속 카바이드(Transition Metal Carbides, MXene) 2D 나노소재 및 이를 이용한 MXene 고분자 복합체 소재를 개발했다.  

전이금속 카바이드(MXene)는 티타늄(Ti)과 같은 중금속 원자와 탄소(C) 원자의 이중 원소로 이루어진 나노물질로, 1nm(나노미터)의 두께와 1µm(마이크로미터)의 길이를 가지며 이차원적 판상구조이다. 기존 나노소재보다 제조공정이 간편하고 저비용으로 생산할 수 있으며 전기 전도성도 우수하다. 

이러한 MXene 2D 나노소재로 만든 MXene 고분자 복합체는 기존 복합체에 비해 매우 얇은 두께에서도 우수한 전자파 차폐 특성을 보인다. 이는 MXene이 다층 적층 구조로 돼 있어 필름 내에서 반사가 여러 차례 반복되는 내부 다중반사(Internal Multiple Reflection) 효과를 발생시켜 효과적으로 전자파를 흡수하기 때문이다.

MXene 고분자 복합체 원천기술과 이를 이용한 전자파 차폐 응용 기술은 그 우수성을 인정받아 세계적 과학저널인 사이언스(Science)와 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 논문이 게재됐으며, 세계적 전자소재 업체에 관련 기술을 이전했다. 

구종민 박사는 “기존 나노소재의 특성과 기능성 한계를 극복한 신개념 나노소재 및 고분자 복합체 물질을 개발한 것"이라며 "전자파 차폐뿐만 아니라 방호용 차폐, 전자파 흡수, 스텔스 기술, 전극 패턴 등 다양한 분야에 응용이 가능한 만큼 MXene 고분자 복합체를 이용한 상용화 후속연구에 주력하겠다“고 말했다.