국내 연구진이 물속에 존재하는 극미량의 은(銀) 나노선(nanowire)과 은 나노입자를 선별과 동시에 농도까지 측정하는 기술을 처음으로 개발했다.

한국기계연구원(KIMM·원장 임용택)은 10일 나노역학연구실 김덕종 박사팀이 수용액 속에 들어 있는 나노물질을 10분간 전극에 흡착하고 1분 정도 전기화학적으로 산화시키는 방법으로 은나노 물질의 종류를 판별하고 농도까지 측정하는 데 성공했다고 밝혔다.

연구진은 이 기술과 관련해 국내 특허 2건을 출원하고 연구 결과는 지난달 분석기술분야 국제학술지 '애널리스트'(Analyst) 온라인판에 발표했다.

최근 은나노선이 고품질 투명전극 제조 분야 등에 널리 사용되고, 강과 바다 등 수계환경에 존재하는 은나노 물질이 생태계와 인체에 미치는 영향에 관심이 커지면서 정확하고 신속한 은나노물질 측정 기술의 필요성이 커지고 있다.

현재 사용되는 고주파 유도 결합 플라스마 방법은 은나노 물질의 종류는 구별하지 못하고 농도만 측정할 수 있으며, 질산으로 은나노 물질을 녹여 이온화시키는 전처리 과정에 하루 이상이 소요돼 현장 측정이 불가능하다.

그러나 김 박사팀이 개발한 방법은 액체 표본 속에 있는 나노물질을 10분간 작업 전극에 흡착한 뒤 1분 정도 전기화학적으로 산화시키면서 산화될 때의 전위 값으로 은나노 물질의 종류를 판별하고, 전류 값으로 은나노 물질의 농도를 측정할 수 있다.

연구진은 나노물질에서 은나노선과 은나노입자를 판별하는 기술이 산업계, 특히 고품질의 투명전극을 제조하는 분야 등에서 널리 활용될 것으로 전망했다.

최근 은나노선으로 그물구조를 만들어 투명하고 전기전도성이 우수한 투명전극을 생산하려는 움직임이 활발하지만 용액 공정으로 진행되는 작업에서 은나노선이 산화되면서 은나노입자로 변해 고품질 투명전극 생산에 걸림돌이 되고 있다.

연구진은 이 기술을 적용하면 현장에서 직접 은나노선의 산화 여부를 파악할 수 있어 고품질의 투명전극 생산이 가능할 것으로 전망했다. 또 계곡, 강, 바다 등의 수계환경 속 은나노 물질에 대한 모니터링도 수월해질 것이라고 밝혔다.

김덕종 박사는 "이번에 개발한 기술로 물속 은나노 물질 분류는 물론 품질 관리까지 가능하게 됐다"며 "관련 기업에 기술을 이전해 휴대용 나노물질 모니터링 장비를 개발하고 은나노 물질을 산업적으로 활용하는 데 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.