▲ 보충자료.

환경오염을 줄일 수 있는 또 하나의 신기술이 추가될 전망이다.

재료연구소(소장 김해두)는 재료연구소 분말/세라믹연구본부 안철우 박사팀이 환경오염 물질인 납을 사용하지 않고 압전 단결정을 쉽게 만들 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.

압전성은 물체를 변형 시키면 전기가 발생하고, 전기를 가하면 물체가 변형되는 성질로 암정성을 띄는 소자는 모든 전자제품에서 필수 부품으로 사용되고 있으며 특히, 진동 센서, 초음파 센서 등 무인 기술, 의료 기술과 같은 첨단 산업에 활용된다.

그러나 압전재료에는 환경오염 물질인 납을 함유하고 있어 대체재 개발이 필요했지만 납 만큼 높은 특성을 나타내는 재료는 개발되지 않았다.

이에 안철우 박사팀은 납을 사용하지 않고 기존 보다 월등히 높은 전압을 발생 시키는 친환경 압전 단결정 제조 기술 개발에 성공했다.

기존 친환경 압전 소재는 씨앗 물질(결정 성장의 시작점이 되는 핵)을 사용해 고온(약 1050~1125oC)에서 100~300시간 동안 열처리 하는 공정으로 단결정을 제조했으며 크기가 0.02~0.1mm 정도에 그쳤다.

안 박사팀은 씨앗 물질을 사용하지 않고 열처리 하는 시간을 2~10시간으로 단축시켰다.

또한 특별한 공정 없이 소재의 디자인만으로도 열처리 공정에서 휘발되어 부족해지는 구성 원소를 스스로 보상하도록 해 20mm이상의 단결정 제조에 성공, 납 기반 재료의 단결정보다 우수한 센서용 특성을 보이는 것을 최종 확인했다.

안철우 박사는 “본 기술이 상용화 되면, 환경오염 물질인 납을 포함하고 있는 압전 재료를 대체할 수 있어 환경오염을 줄이는 데 기여하게 될 것” 이라고 말했다.

한편, 이 기술은 네이처(Nature)의 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 게재 승인되어 출판 예정이다.