전북대학교 김태환 교수(공대 양자시스템공학과)와 김성곤 교수(공대 화학공학부) 공동 연구팀이 방사선 보호를 위한 중성자 차폐체를 다양한 형태와 모양으로 구현할 수 있는 복합체 제조 방법을 개발했다.
연구팀은 섭씨 100도 정도의 고온에서 상온으로 냉각될 때 졸-겔 상전이를 보이는 친수성 아가로즈 고분자와 차세대 나노소재인 질화붕소나노튜브를 활용해 성형이 자유롭고 유연하며, 중성자 차폐체로도 활용이 가능한 ‘질화붕소나노튜브-고분자 복합체’를 제조하는 방법을 고안하고, 이를 활용해 다양한 형태와 모양을 갖는 중성자 차폐체를 구현하는데 성공했다고 밝혔다.
질화붕소나노튜브는 우주환경 등 혹독한 환경에서 사용 가능한 차세대 나노소재다.
그러나 질화붕소나노튜브는 물 분자와 쉽게 결합하지 않는 성질을 띠고 있어 실질적인 응용에 어려움이 있어 왔다.
이에 연구팀은 비공유 기능화를 통해 질화붕소나노튜브의 표면을 친수성(親水性)으로 구조를 변화시켰고, 이후 친수성 고분자인 아가로즈 고분자와의 복합체를 졸-겔 상전이를 이용해 제조하여 중성자 차폐재로의 실제적인 응용성을 대폭 확대했다.
이번 연구는 나노기술 분야 세계 최고 수준의 국제학술지인 미국화학회의 '나노레터스' 최신호에 논문이 게재됐다. 또한 질화붕소나노튜브의 실제적인 첫 활용 사례인 점을 인정받아 부표지논문으로도 선정됐다.
연구팀은 “이번 연구를 통해 성형 및 가공이 편리하고 기계적인 특성이 우수한 중성자 차폐체를 제조하는 간편한 방법을 개발했다”라며 “이를 통해 다양한 분야에서 개선된 기계적, 전기적, 열적 특성을 갖춘 복합물질의 추가적인 개발에 도움이 될 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.
/최성민 기자
