(인) 알루미늄에 나노 구멍을 뚫으면?

알루미늄 표면에 나노 구멍들(1㎚=10억분의1m)이 규칙적으로 배열된 산화 알루미늄 박막을 대량 생산하는 기술이 개발됐다.

한국표준과학연구원 이우 박사와 독일 막스플랑크 마이크로구조물리학연구소 연구팀은 펄스를 이용해 나노다공성 산화알루미늄 박막을 대량으로 생산하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이 기술로 만든 나노다공성 알루미늄 박막은 광결정과 맞춤형 나노선 등 나노구조체와 고기능성 첨단기술 제품 생산을 앞당길 것으로 기대되며 이 결과는 ‘네이처 나노테크놀러지’에 게재됐다.

알루미늄에 나노수준의 구멍을 뚫으면 전기절연성이나 항부식성이 좋아지는 물성 개선 효과가 있다.

지금까지 이런 가공은 높은 전압과 전류밀도에서 황산을 이용하는 ‘하드애노다이징’과 낮은 전압과 전류밀도에서 가공하는 ‘마일드애노다이징’ 공정이 주로 사용됐다. 하지만 이 공정들은 구멍 크기와 배열이 균일하지 않고 피막 표면이 균열되며 공정속도도 느린 문제점이 있었다.

연구진은 이를 해결하기 위해 알루미늄에 고전압과 저전압을 펄스 형태로 규칙적으로 가해주는 ‘펄스애노다이징’ 기술을 개발했다.

이 방법을 사용하면 구멍의 성장 방향으로 조성이 규칙적으로 변화된 산화 알루미늄 박막층이 생성되며 구멍의 지름이 규칙적으로 바뀐 3차원적 나노 다공성 산화 알루미늄도 만들 수 있다.

이 기술로 만든 나노다공성 산화 알루미늄 박막은 광결정, 맞춤형 나노선, 나노튜브와 같은 나노구조체나 패터닝 마스크 및 필터 등 고기능성 첨단기술제품 생산에 적합할 것으로 기대된다.

이 박사는 “이 연구는 구멍 형성과 관련된 메커니즘을 이해할 수 있는 단서를 제공함으로써 양극산화를 통해 새로운 다공성 산화피막 생산할 수 있는 토대가 될 것”이라며 “이 기술이 알루미늄 산업계와 나노과학기술계를 잇는 교량 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

/[e-mail]이재원기자