기존 화학적 제조 공정보다 친환경적…효율성·경제성 향상
반도체 공정 혁신 '인쇄 전자' 등에 다양한 활용

화학적 나노입자 제조 공정보다 친환경적이면서 동시에 효율성과 경제성까지 향상시킬 수 있는 전자빔 이용 나노입자 제조기술이 국내 기업에 이전된다. 한국원자력연구원(원장 정연호)은 이병철 방사선기기연구부 박사팀이 '전자빔을 이용한 나노입자 제조 공정 및 장치에 관한 기술'을 알티엑스(대표 류시영)에 이전하기로 하는 기술실시계약을 체결했다고 4일 밝혔다.

정액기술료 2억원과 매출액의 2%를 경상기술료로 받는 조건이다. 전자빔 이용 나노입자 제조 기술은 산화-환원반응을 통해 나노입자를 생성하는 기존의 화학적 방법과 다르다. 빛의 속도에 가깝게 가속된 전자를 나노입자의 원료가 포함된 용액에 조사해서 용액 속에 전자를 활성화시키고, 반응성이 큰 이 전자가 환원 작용을 일으켜 시료를 짧은 시간 안에 균일한 나노입자로 변환시킨다.
 
▲전자빔으로 만든 구리 나노입자와 은 나노입자. ⓒ2011 HelloDD.com

▲전자빔으로 만들어진 나노입자(왼쪽)에 X선을 쬐어 구리 성분만 보이게 한 사진(가운데)과 은 성분만 보이게 한 사진(오른쪽). 구리 나노입자를 은이 얇고 균일하게 감싸고 있음을 알 수 있다. 이 나노입자를 공기 중에 10개월 이상 방치해도 산화되지 않는다. ⓒ2011 HelloDD.com

이 공정은 기존 화학적 나노입자 제조 공정에 비해 유독성 부산물을 만드는 화학적 환원제를 사용하지 않아 친환경적이고, 상온에서 제조가 가능해 에너지 효율이 높고, 플랜트 규모의 거대 장치를 소형 전자 가속기로 대신해 설비 투자비와 설비 공간을 줄일 수 있어 경제적이다. 또한 연속 흐름식의 짧은 공정을 도입할 수 있어 나노입자 양산화에 유리해 생산성을 높일 수 있다.

이 기술은 소형 전자빔 조사장치 기술과 전자빔을 이용한 나노입자 제조기술 관련 특허 6건과 설계문서 3종이다. 알티엑스는 이전 받은 기술로 인쇄전자와 태양전지, 이차전지, 연료전지 등에 사용되는 다양한 종류의 나노입자 소재를 제조할 예정이다.

이전되는 기술의 핵심인 구리·은코어·셸 나노입자 제조 기술은 값싼 구리 나노입자를 은으로 얇고 균일하게 둘러싸서 오랜 시간이 지나도 산화가 되지 않게 하는 기술로, 인쇄전자용 나노잉크의 비용을 획기적으로 줄일 수 있다. 인쇄전자는 기존의 복잡하고 재료가 많이 드는 반도체 공정을 간단한 인쇄 공정으로 대체하는 것으로, 태양전지와 RFID, 터치스크린 등 다양한 분야에서 공정 절감이 기대되고 있다.

저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지