빛을 주면 전기를 만들고 전기를 가하면 빛을 내는 '마법의 신소재'가 탄생할까? 이 재료가 현실화되면 형광등이나 LED를 몽땅 대체할 수 있는 것은 물론 자동차의 외장재로서 전기를 스스로 생산하면서 달리게 할 신비의 재료가 된다.

부경대학교는 16일 이 같은 획기적인 연구결과를 담은 이 대학 권한상 교수(신소재시스템공학과·사진)의 '에너지 변환 경사기능 금속 - 세라믹 나노복합재료 연구'라는 제목의 논문이 세계적 과학저널인 '네이처' 자매지 'Scientific Reports'에 실렸다고 밝혔다.

이 연구는 권 교수가 대표이사를 맡고 있는 부경대 기술지주회사의 자회사이자 미래창조과학부 제94호 연구소기업인 ㈜차세대소재연구소의 책임연구원 박재홍 박사 등이 참여했다.

권 교수팀이 개발한 이 신소재는 FGM(경사기능재료·Functionally Graded Material)의 한 종류다. 이 FGM은 철, 세라믹, 알루미늄, 플라스틱 같은 원료의 양을 서로 다르게 혼합하여 특별한 기능을 구현할 수 있게 한 복합재료다. 원료를 나노(1나노미터는 10억분의 1미터) 크기로 분쇄해 혼합하기 때문에 '나노복합재료'다.

권 교수팀은 전도성의 금속과 비전도성의 세라믹이라는 전혀 다른 성질의 이종(異種)재료들을 각각 함유량을 달리하면서 수만 번의 혼합실험 끝에 이번 에너지 변환 경사기능 나노복합재료를 찾아냈다.

권 교수는 “이 소재는 빛과 전기를 자유자재로 변환시켜 산출하며 특정한 빛을 다른 형태로 변형시켜 출력하는 재료이자 단일 부품을 구현할 수 있는 높은 가능성을 처음으로 제시한 연구결과”라고 말했다.

그는 “상용화되면 일상생활에 쓰이는 센서 및 광원들을 대체할 수 있어 그 파급력이 매우 클 것으로 생각한다”며 “향후 태양전지, 압전소자, 열전소재 더 나아가서는 집광과 발광, 집열과 발전을 동시에 구현하여 에너지 자급 생산 구동이 가능한 전자디바이스 소재 및 부품으로도 응용할 수 있다”고 밝혔다.

현재 권 교수팀은 이 소재로 LED를 대체할 수 있는 제품을 만드는 것을 1차 목표로 시제품 제작을 통해 성능실험을 계속하고 있다. 국내 및 국제 특허 출원도 진행 중이다.

(CNB=최원석 기자)