전자파 차단 성능 우수한 신개념 고분자 복합체 개발

구종민 KIST 박사가 이달의 과학기술인상 9월 수상자로 선정됐다.<사진=과학기술정보통신부 제공>
구종민 KIST 박사가 이달의 과학기술인상 9월 수상자로 선정됐다.<사진=과학기술정보통신부 제공>
과학기술정보통신부(장관 유영민)와 한국연구재단(이사장 노정혜)은 이달의 과학기술인상 9월 수상자로 구종민 KIST 물질구조제어연구센터 박사를 선정했다고 5일 밝혔다.

구종민 박사는 전자파 간섭을 막는 고분자 복합체를 개발했다. 금속을 사용하지 않는 신개념의 전자파 차폐 소재 개발에 기여한 공로를 높이 평가받았다.

전자파 간섭이란 전자·통신·운송·항공·군사 장비에서 발생하는 전자기파 노이즈 간의 간섭현상으로 장치의 오작동과 인체 유해의 원인이다.

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 2D 나노소재와 이를 이용한 전이금속 카바이드(MXene) 고분자 복합체 소재를 개발했다. 

전이금속 카바이드는 티타늄(Ti)과 같은 중금속 원자와 탄소 원자의 이중 원소로 이루어진 나노물질이다. 1nm(나노미터)의 두께와 1µm(마이크로미터)의 길이를 가지며 이차원적 판상구조다. 기존 나노소재보다 제조공정이 간편하고 저비용으로 생산할 수 있으며 전기 전도성도 우수하다.

이러한 전이금속 카바이드 2D 나노소재로 만든 전이금속 카바이드 고분자 복합체는 기존 복합체에 비해 매우 얇은 두께에서도 우수한 전자파 차폐 특성을 보인다. 이는 전이금속 카바이드가 다층 적층 구조로 돼 필름 내에서 반사가 여러 차례 반복되는 내부 다중반사 효과를 발생시켜 효과적으로 전자파를 흡수하기 때문이다.

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

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

한편, 이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구자를 매월 1명씩 선정해 과기부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.

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