높은 전기전도도와 전자파 차폐 능력을 갖춰 미래 소재로 주목받는 '맥신'(MXene)의 실용화를 가로막는 용매 문제를 해결한 소재가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 전자파솔루션융합연구단 김선준 선임연구원 연구팀이 물이나 기름 등 극성·비극성 유기용매 모두에 분산(퍼짐) 가능한 고전도성 맥신 소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

맥신은 물에 잘 녹는 친수성 특성으로 물에는 잘 퍼지지만, 유기 용매에는 적용이 어려워 고분자 복합소재나 잉크 공정 등에 적용하기 어려웠다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 맥신 표면에 알콕사이드(알코올 분자 수소 원자를 금속 원자로 치환한 유기 화합물) 유기 단분자를 붙이는 표면 개질 기술을 개발해 친수성과 소수성을 동시에 가지도록 했다.

이렇게 개발된 맥신은 극성지수가 높은 물부터 낮은 톨루엔까지 다양한 극성 범위 용매에 잘 분산됐다.

여기에 이 맥신은 잉크로 만들었을 때 기존 맥신과 달리 균일하게 잘 코팅되고 차세대 통신 주파수인 28㎓ 영역에서도 우수한 전자파 차폐 성능을 보였다.

실제로 두께 0.01㎜로 만든 필름에서 전자파를 99.999% 이상 차단하는 것으로 나타났다.

연구팀은 용액 공정을 기반으로 하는 이차전지 전극 소재 제조, 스텔스 무인기의 전파 흡수 복합체 등에 적용이 가능한 범용 기술로 응용할 수 있을 것으로 기대했다.

김 선임연구원은 "맥신 소재가 연구실 단계를 넘어 산업 현장 공정에 직접 적용될 수 있음을 입증한 기술적 전환점"이라며 "국내외 맥신 개발 및 수요 기업들과 협업을 통해 대량 생산 기반 기술로 확장 적용 중이며, 실용화 단계로 전환할 것"이라고 말했다.

연구 결과는 지난 6월 23일 국제학술지 '어드밴스트 머터리얼스'에 실렸다.