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박오옥 교수, 포도당 기반의 그래핀 양자점 합성 기술 개발
우리 대학 생명화학공학과 박오옥 교수 연구팀이 포도당을 기반으로 한 그래핀 양자점의 합성 기술을 개발해, 이를 이용해 안정적인 청색 빛을 내는 그래핀 양자점 발광소자를 제작하는 데 성공했다.
연구팀은 위 그래핀 양자점을 발광체로 응용해 디스플레이를 제작했고, 현 디스플레이 분야의 난제인 청색 발광을 구현하면서 안정적인 전압 범위에서 발광하는 것을 확인했다.
이석환 박사과정이 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 7월 5일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명 : Synthesis of Single-Crystalline Hexagonal Graphene Quantum Dots from Solution Chemistry)
그래핀은 우수한 열, 전기 전도도와 투명도를 가져 차세대 전자재료로 주목받고 있지만, 단층 및 다층 그래핀은 도체의 특성을 가져 반도체로 적용하기 어려운 단점이 있다. 그러나 그래핀을 작은 나노 크기로 줄이게 되면 반도체의 특성인 밴드갭을 가져 발광특성을 보이게 돼 활용할 수 있게 된다. 이를 그래핀 양자점이라 한다.
기존 단결정 그래핀은 구리-니켈 기반 금속 박막 위에 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하거나 흑연을 물리·화학적 방법으로 벗겨내는 기술로 만들었다. 물리·화학적 방법으로 제작한 그래핀은 결함이 매우 많아 순수한 단결정의 특성을 가지지 못하는 단점이 있었다.
연구팀이 개발한 그래핀 양자점은 기존과는 매우 다른 우수한 합성 과정을 보였다. 포도당 수용액에 아민과 초산을 일정 비율로 혼합해 반응 중간체를 형성하고 이를 안정적인 용액으로 구현했다.
이후 형성된 중간체의 자가조립을 유도해 단결정의 그래핀 양자점을 용액상으로 합성하는 데 성공했다. 연구팀은 이 과정에서 기존의 복잡한 분리 정제법을 개선한 저온 침전 분리법을 개발했다.
연구팀의 이번 합성 기술은 단일상(single phase) 반응을 통해 균일한 핵 성장(homogeneous nucleation)반응을 최초로 유도했다는 의의가 있다.
박 교수 연구팀은 이번 연구를 통해서 수 나노미터에서 100 나노미터 수준의 단결정 크기를 원하는 대로 조절 가능한 용액상 합성 기술을 개발했다.
박오옥 교수는 “최초로 개발된 단결정 그래핀 양자점 용액 합성법은 그래핀의 다양한 분야 접목에 크게 기여할 것이다”라며 “이를 잘 응용하면 유연 디스플레이 또는 베리스터와 같은 반도체 성질을 갖는 그래핀의 역할이 제시될 것이다”라고 말했다.
이번 연구는 고려대학교 화공생명공학과 임상혁 교수 연구팀과 공동으로 진행됐으며, 한국과학연구재단의 나노원천 과제, 한국전자통신연구원의 나노물질 기술 연구 과제, KAIST EEWS 과제, 대한민국 정부 BK21+ 사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 용액 화학으로 합성된 잘 정렬된 다양한 크기의 단결정 그래핀 양자점
2019.07.30 조회수 16032 -
‘가상손가락’ 아이디어로 5억 벌었다.
- 황성재 학생 개발 ‘멀티터치 모사기술’, 빅트론닉스과 기술이전계약
학생의 작은 아이디어가 기술로 구현돼 5억 원을 받고 기술이전에 성공했다.
우리학교 문화기술대학원 박사과정 황성재(28세) 학생은 모바일 환경의 태생적 단점인 손가락에 의한 화면가림현상과 디바이스를 한손으로 잡은 상황에서 멀티터치 조작이 매우 불편하다는 아이디어에 착안해, 한 손가락만으로도 핀치 줌인/아웃 등의 멀티터치 기능을 수행하는 가상손가락(Virtual Thumb) 기술을 개발했다.
이 기술은 마치 사용자가 두 손가락으로 명령을 수행하는 것과 동일한 효과를 발휘한다. 즉, 터치 지점의 대응점에 생성되는 가상 손가락을 이용, 실제 터치 동작에 대응하는 움직임을 모사하여 줌인/아웃과 회전각 기반의 다양한 명령을 수행한다.
또한 객체 회전이 필요치 않은 상황에서는 회전각 변화를 통해 다양한 명령을 직관적으로 매칭시킬 수 있다. 이는 별도의 명령 메뉴를 활성화하지 않아도 다양한 명령을 동시수행하게 만드는 기능이다. 코너 영역에서의 줌인 명령의 경우, 화면 중심으로 객체를 이동시키지 않아도 코너만을 효과적으로 줌인하는 것도 가능하다.
기술이전에 성공한 ‘가상손가락’ 기술은 지난해 12월 초 특허청이 주최한 2009 대한민국발명특허대전에서 은상을 수상한 아이디어가 기반이 됐으며, 앞으로 각종 터치기반 기기, 즉 TV 리모트 컨트롤러, 이북(eBook), 휴대폰, 태블릿PC, 내비게이션, 교육용 기기 등의 미들웨어로 적용이 가능하다.
기술이전과 관련해 황성재 박사과정은 “연구 과정에서 창출된 작은 아이디어가 발전돼 실제 기술사업화된다고 생각하니 매우 영광스럽다. 앞으로도 많은 창의적 연구를 통해 학계와 산업에 조금이나마 보탬이 되는 연구자가 되겠다.” 라고 소감을 밝혔다.
한편, 산학협력단(단장 장재석)은 이 아이디어에 대한 시제품 제작 등의 지원과 마케팅활동으로 사업화를 성공시켰으며, 국내 이동전화기 제조업분야의 중소기업인 (주)빅트론닉스와 특허양도비 5억 원에 기술이전 계약을 체결하였다고 18일 밝혔다.
2010.10.19 조회수 15708