또다른 꿈의 신소재 맥신(Mxene)

또다른 꿈의 신소재 맥신(Mxene)

또다른 꿈의 신소재 맥신(MXene)을 대량 생산할 수 있는 분석 방법이 개발되었습니다. 맥신(MXene)은 2011년 드렉셀 대학교 유리 고고치 교수가 최초로 합성한 2차원 나노물질로 금속층과 탄소층이 교대로 적층되어 높은 전기전도도와 다른 금속과도 쉽게 합성할 수 있는 등 다양한 분야에서 널리 활용 가능한 신소재를 말합니다. 한국과학기술연구원(KIST)는 이러한 맥신(MXene)을 표면 분자 분석을 통해 쉽게 분류하고,  이를 통해 균일한 품질의 맥신(MXene)을 대량 생산할 수 있을 것이라고 밝혔습니다.

 

목차

맥신 대량 생산 가능한 분자 분석 방법 개발

맥신(MXene) 관련 기업

맥신(MXene)이란?

맥신(MXene) 응용 분야

 

맥신 대량 생산 가능한 분자 분석 방법 개발

한국과학기술연구원(KIST)의 이승철 센터장팀(한국·인도협력센터)이 맥신(MXene)의 자기수송(자기장에 따라 전도성이 바뀌는 특성)을 분석해 표면 분자 분포를 예측하는 법을 개발했습니다. 맥신(MXene)은 금속층과 탄소층이 교차 형태로 쌓인 2차원 나노물질을 말하며, 전기 전도성이 높고 여러가지 금속 화합물과 조합할 수 있어 소재의 활용도가 클 것으로 기대되는 물질입니다. 이번 연구는 순수 맥신의 제조 및 특성에 집중되었던 기존 연구와는 다르게 제조된 맥신(MXene)을 쉽게 분류할 수 있도록 표면 분자 분석의 새로운 방법이며, 이 성과를 바탕으로 균일한 품질의 맥신 대량 생산이 가능해질 것으로 예상됩니다.

 

 

 

 

맥신(MXene) 관련 기업

맥신(MXene)과 관련된 기업으로 1) 휴비스(맥신 관련 연구를 진행), 2) 코닉오토메이션(KAIST 최경철교수 사외이사, 맥신 나노기술을 통해 세탁 가능한 투명 플렉시블 OLED 개발), 3) 나인테크(맥신 등 나노신소재 연구팀과 이차전지용 핵심소재 개발 MOU 체결), 4) 아모센스(전자파 관련 업체), 5) 경동인베스트(맥신 구성요소인 티타늄 조광권을 보유한 경동의 모회사), 6) 엑스페릭스(또다른 차세대 신소재 에어로젤·탄소나노튜브(CNT)섬유 사업 진출), 7) 태경산업(맥신 소재인 금속 카바이드 사업 영위) 등이 있습니다.

 

맥신(MXene)이란?

맥신(MXene)은 2011년 유리 고고치(Yury Gogotsi, 드렉셀 대학교) 가 합성한 2차원 무기화합물인 나노물질입니다. 2 차원 전이 금속 카바이드, 질화물 또는 탄질화물 이라고도 합니다.

화학 공식은 Mn+1XnTz로, M은 전이금속(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Sc 등) X는 C 또는 N을 나타냅니다.

맥신(MXene)은 HF산 또는 염산과 불화물 혼합물의 MAX단계에서 약하게 결합된 Al 원자를 펌핑하여 얻습니다.

높은 전기 전도도와 우수한 전자파 차폐능력으로 미래 신소재로 주목받고 있습니다.

맥신(MXene)은 MAX 상 구조에서 "A" 요소를 선택적으로 에칭하여 생성됩니다.

 

맥신(MXene)의 물리적 특성

• 열적 속성 : 맥신(MXene)은 상온 및 대기압에서 안정적인 물질입니다. Tin+1Cn 및 Tin+1Nn과 비교할 때 n 값이 증가할수록 안정성이 증가합니다. 탄소 함유 맥신(MXene)은 질소 함유 맥신(MXene)보다 더 안정적입니다.
• 전기적 특성 : 맥신(MXene)은 Fermi 에너지 수준 근처의 상당한 전자 밀도를 가지는 고유한 전자 특성을 지니고 있습니다.
• 기계적 성질 : 일반 전이 금속 탄화물과 비교하여 탄성 계수는 이론적으로 약 300GPa로 그래핀보다 비슷하거나 작습니다.
• 자성 특성 : 일부 맥신(MXene)은 우수한 자기 특성을 나타냅니다.
• 광학적 성질 : 가시광선 범위에서 빛의 흡수와 반사를 감소시키고, 자외선 영역에서 빛 반사를 증가시킬 수 있습니다. 또한 맥신(MXene)은 광 투과율이 좋으며, 뛰어난 광열 변환(Qdis≈100 %)을 가지고있어 생물 의학 및 수분 증발 분야에서도 활용 가능성을 보여줍니다.

 

맥신(MXene) 응용 분야

높은 금속 전도성, 조정이 가능한 밴드 갭 구조, 표면 친수성 및 기계적 유연성 등 다양한 분야에서 우수한 특성을 가진 맥신(MXene)은 맥신(MXenes)을 기반으로 하는 나노 복합 기능성 재료 설계 및 합성에 사용될 것입니다. 주로 에너지 저장, 촉매, 환경, 전자파 보호 및 웨어러블 전자기기 등에서 다양한 방법으로 응용될 전망입니다.

 

 

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