고려대학교(총장 김병철) 과학기술대학 신소재화학과 황성필 교수 연구팀이 나노 수준의 3D 프린팅을 구현하는 히드로겔펜을 세계 최초로 개발했다.
연구팀이 개발한 이 펜은 원자힘현미경의 정밀함과 극미세전극의 정류상태전류의 특성을 결합해 나노미터 수준의 좁은 영역에서 전기화학반응을 연구했다.
펜촉으로는 히드로겔을 피라미드 형태를 가진 틀(template)에 넣고 굳혀 만든 나노 수준의 바늘에 전기화학반응을 위한 전해질을 넣은 피라미드 모양 히드로겔이 사용됐다.
이 펜을 나노퍼지셔녀(nanopositioner)라는 장치로 조심스레 전극표면과 피라미드 끝이 닿도록 해 국부전기화학(localized electrochemistry)을 형성했고, Finite Element Method (FEM)이라는 시뮬레이션 기법으로 피라미드에서의 화학반응의 정도의 이론적 해석을 수행하고 실험치로 검증해 전기화학반응에서 관찰되는 전류의 이론치를 제시했다.
황 교수는 "우리가 아는 한, 이 히드로겔펜은 아마 3차원 프린팅 펜으로서 세계 최초일 것"이라며 "3차원 나노 프린터로 활용하거나 전기화학주사현미경에 활용돼 나노수준에서 화학반응성의 지도를 작성할 수 있고, 단일 나노물질의 전기화학에 활용이 가능할 것으로 예상되어 후속 연구를 진행 중" 이라고 밝혔다.
한편 이번 연구 결과는 나노 기술 분야의 권위 있는 저널인 ‘나노스케일(Nanoscale)’ 온라인판에 게재됐다. 또 주요한 연구성과를 뉴스로 소개하는 왕립영국화학회(Royal Society of Chemistry)의 월간 잡지인 Chemistry World지의 Research News에 소개됐다.
[ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
