우리대학 조길원(화공) 교수, 이승구(화공) 박사 연구팀은 나노선이 섞여 있는 에탄올 용액을 주름진 표면에 떨어뜨려, 나노선이 주름 사이에 들어가게 한 다음 용액을 증발시켜 나노선을 원하는 모양으로 정렬시키는 새로운 방법을 개발했다.
실리콘 고무 PDMS에 자외선과 산소 등을 이용해 미세한 주름을 만든 다음 나노선이 분산된 에탄올 용액을 떨어뜨리면, 표면장력이 작은 에탄올이 주름으로 갈라져 들어단 뒤 빠르게 증발하면서 고무의 주름 사이에 나노선이 남게 된다. 그리고 용액이 증발된 뒤 주름을 펴주면 나노선은 처음에 만든 주름모양 그대로 남아있으며, 이 나노선을 실제로 사용하고자 하는 반도체 표면 등에 스탬프처럼 찍어주면 된다.
연구팀이 원하는 모양대로 정렬된 나노선을 얻는데 걸리는 시간은 고작 1분여로, 실제 상용화에 사용되는 센서 등의 크기에도 동일한 시간이 걸리는 것으로 알려졌다. 또, 주름의 모양이나 찍는 조건을 조금 바꿔주는 것만으로도 나노선의 밀도나 모양을 마음대로 제어할 수 있는데다, 고온이나 별도의 독특한 공정을 사용하지도 않는 등 조건도 단순해 나노선 제작비용과 시간을 크게 절감할 수 있을 것으로 연구팀은 내다봤다.
연구를 주도한 조 교수는 “이번 연구결과는 나노선을 정렬하고 모양을 만드는 간단하고 새로운 기술을 개발한 것뿐만 아니라, 미세구조를 가지고 있는 표면 위에 떨어뜨린 액체방울이 증발하면서 액체 속 물질이 이동하고 자리를 잡아가는 현상을 이해하는데 기여한 것에도 학계의 높은 평가를 얻었다.”라고 밝혔다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어 소프트일렉트로닉스 연구단의 지원으로 수행되었으며 재료분야의 세계적 권위지 <어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)> 표지논문을 통해 발표되었다.