◆…ㅏ진제공:삼성전자
서울대학교 화학생물공학부 박정원 교수(기초과학연구원 나노입자 연구단 연구위원)는 한양대학교 에리카 (ERICA) 캠퍼스 기계공학과 이원철 교수, 미국 로렌스버클리국립연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)가 참여했으며 '원자핵이 결정화되는 과정에서 일어나는 비결정상과 결정상 사이의 가역적 전이' 논문은 학계의 오래된 난제였던 결정핵 생성 원리를 제시한 것을 인정받아 28일 '사이언스(Science)'에 게재됐다.
원자가 모여 물질이 만들어지기 위해서는 핵생성(nucleation) 과정을 거쳐야하지만 과정이 너무 빠른 속도로 일어나고 원자의 크기 또한 수 옹스트롬(1옹스트롬은 백억 분의 1m) 정도로 작아 직접 관찰하기가 어려워 여러 이론들은 있었지만 실험을 통한 증명에는 한계가 있었다.
연구팀은 원자 한 개의 두께만큼 얇은 그래핀 막 위에 금(金) 나노 결정을 합성해 세계 최고 성능의 초고속 투과전자현미경으로 무질서하게 뭉친 덩어리 구조(비결정상)가 정렬을 이루고 반복하면서 결정의 크기가 커짐에 따라 점차 원자들이 정렬된 구조가 되고 결정상의 상태가 되는 핵의 생성 과정을 밝혀냈다.
이는 원자들이 처음부터 규칙적으로 정렬을 이루며 결정을 형성한다는 기존의 핵생성 이론과는 다른 새로운 이론으로 물질의 구조가 변하기 위해서는 에너지가 필요한데, 초기 핵형성 단계에서는 필요한 에너지가 아주 작아 비결정상과 결정상 사이를 쉽게 오고 갈 수 있어 이 현상이 일어난다고 설명했다.
박정원 교수는 삼성미래기술육성사업과 기초과학연구원 연구단 사업의 지원을, 이원철 교수는 한국연구재단의 4단계 두뇌한국21(BK21) 사업의 지원을 받아 이번 연구를 수행했다.
특히 박정원 교수는 삼성미래기술육성사업과 기초과학연구원의 지원을 받아 진행한 '나노 입자의 3차원 증명사진 촬영 기술 개발' 연구 결과가 지난해 4월에도 사이언스에 게재된 바 있다.
삼성미래기술육성사업은 우리나라의 미래를 책임질 과학기술 연구 분야 육성·지원을 목표로 삼성전자가 2013년부터 1조 5천억 원을 출연해 시행하는 연구 지원 공익사업이며 매년 상·하반기 각각 기초과학, 소재, ICT 분야에서 지원할 과제를 선정하고 1년에 한 번 실시하는 지정테마 과제 공모를 통해 국가적으로 필요한 미래기술 분야를 지정해 해당 연구를 지원하고 있다.
