[이슈메이커=신화통신] 중국과학원 선전(深圳)선진기술연구원은 지난 23일 한국 유니스트(UNIST·울산과학기술원) 연구진과 손잡고 '단일 이온 제어기술'을 이용해 처음으로 원자 수준에서 소금이 녹는 과정을 관측하고 이를 제어하는 데 성공했다고 발표했다.
이 획기적인 발견은 용액에서 대전(帶電) 원자(이온)의 움직임을 이해하는 데 새로운 시각을 제공할 뿐만 아니라 배터리·반도체 등 분야의 신소재 개발에도 중요한 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다.
해당 연구성과는 최근 국제 학술지인 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다.
연구진에 따르면 일상생활에서 가장 흔한 물질 중 하나인 식염의 용해는 보기엔 간단해 보이지만 이 과정에서 대전 이온의 행위는 굉장히 복잡하다. 따라서 연구진은 오랜 기간 용액 내 이온의 평균 특성만 측정할 수 있었을 뿐 단일 이온의 현상을 정확하게 관찰할 수 없었고 원자 수준에서 식염의 수중 용해 과정 또한 관찰할 수 없었다.
해당 난제를 해결하기 위해 중국과학원 선전선진기술연구원 딩펑(丁峰) 연구팀과 유니스트 신형준 교수 연구팀이 손을 맞잡았다.
연구팀은 -268.8℃의 극저온에서 원자 2~3층 두께의 얇은 소금 막 위에 개별 물 분자를 증착했다. 이어 원자 수준 이하의 해상도를 갖는 주사터널링현미경(STM)으로 물 분자의 움직임과 염소 음이온(C1-)의 용해 과정을 관찰했다.
딩펑 연구원은 일반적인 대전 원자로서 이온은 배터리나 반도체 재료의 성능을 현저히 변화시킬 수 있을 것이라며 이번 성과는 신소재의 설계에 대한 새로운 아이디어를 제공했다고 부연했다. 이어 다음 단계는 단일 이온 제어기술을 기반으로 이온과 관련된 다양한 기본 기술 및 응용 연구를 더욱 확장해 나가는 것이라고 강조했다.
