연구

ScienceDaily · 2026.11.01

분자 모터, 전기로 양방향 회전시켜 전도성 100배 높여

연구진이 고대 아르키메데스 나선 구조에서 착안해 단일 분자 크기의 모터를 만들었다. 이 분자 모터는 전기를 가하면 양방향으로 회전하며, 회전할 때 전기 전도성이 최대 100배까지 높아지는 것으로 나타났다. 분자 수준에서 회전 운동과 전기적 특성을 결합한 사례로, 분자 전자소재 분야에 활용될 가능성이 있다는 설명이다.

화학연·포스텍, 셀룰로오스 기반 FDCA 생산공정 개발

한국화학연구원 황동원 책임연구원 연구팀과 POSTECH 한지훈 교수 연구팀이 톱밥 속 셀룰로오스를 바이오 플라스틱 원료인 FDCA로 전환하는 'BMF-AMF-FDCA 3단계 연계 공정'을 개발했다. 대기압에서 황산과 브로마이드염을 이용해 셀룰로오스를 BMF로 전환하고 기름층으로 분리하는 방식으로 BMF 수율을 최대 82%까지 높였으며, 기존 공정 대비 생산성을 3배 이상 개선했다. 10L 반응기 실험에서도 73~79% 수율을 확인했고, 할로겐계 물질 사용량은 기존 CMF 공정의 30분의 1로 줄었다. 최종적으로 순도 99% 이상 FDCA를 생산했으며 전체 질량 수율은 셀룰로오스 기준 최대 56.8%, 톱밥 기준 45.5%로 2022년 해외 연구보다 높은 수치를 기록했다. 연구팀은 산업부와 함께 연 1000톤 이상 규모 데모플랜트 구축을 준비 중이며 2030년 이후 실용화 가능성을 예상했다.

ZDNet Korea · 2026.11.01

ScienceDaily · 2026.10.31

실험 합금, 영하 253도 극저온에서도 균열 없이 구조 재배열로 견뎌

연구진이 영하 253도(영하 424°F)에 이르는 극저온에서도 갈라지지 않고 견디는 금속의 메커니즘을 발견했다고 밝혔다. 비슷한 소재들은 이 온도에서 쉽게 부서지는 반면, 실험으로 만든 두 종류의 합금은 응력을 받으면 내부 구조를 재배열해 새로운 방식으로 하중을 흡수하며 유연성을 유지했다. 이는 기존 금속이 극저온에서 보이는 취성 파괴와 다른 거동으로, 극저온 환경용 금속 소재 연구에 단서를 제공한다.

배터리 소재 분야 사진

연구배터리 소재

전북대·KIST팀, 덴드라이트 억제한 섬유형 아연전지 음극 개발

전북대, KIST 전북분원, KAIST, 강원대 공동연구팀이 산소 기능기를 도입한 탄소나노튜브를 정렬·집적해 섬유형 아연전지용 복합 음극을 제작하고, 덴드라이트 형성을 억제하는 동시에 길이 1m급 섬유 전극을 연속 전기도금 공정으로 제조하는 기술을 개발했다. 섬유 공급부터 도금, 세척, 건조, 권취까지 하나의 연속 공정으로 연결해 기존 10cm 안팎에 그쳤던 섬유형 아연전지의 제조 길이 한계를 극복했다. 완전전지는 800회 충·방전 후 초기 용량의 85%를, 1m 길이 전지는 1만 회 반복 굽힘 후 89.8%를 유지했다. 웨어러블 전자기기나 피지컬 AI 기기의 유휴 공간에 적용할 분산형 전원 소재로 제시됐다.

전자신문 · 2026.10.30

백금 촉매, 수 나노미터 밖 원자구조가 결합세기 좌우

IBS 양자나노과학 연구단과 막스플랑크 다학제과학연구소 공동 연구진이 금속 촉매 표면에서 분자가 결합한 지점으로부터 수 나노미터 떨어진 원자 구조도 화학 결합 세기에 영향을 준다는 사실을 실험으로 규명했다. 연구진은 계단 모양의 백금 표면을 계단 간격이 다르게 제작해 암모니아, 일산화탄소, 일산화질소의 결합 세기를 비교했으며, 결합 에너지 차이는 최대 약 0.2eV로 확인됐다. 장거리 영향이 나타나는 특성 거리는 분자 종류별로 약 4~7nm였으며, 이를 설명하기 위해 '프런티어 오비탈-밴드 모델'을 제시했다. 연구 결과는 사이언스에 게재됐으며, 촉매 설계를 예측 기반으로 전환하는 데 기여할 것으로 연구진은 기대했다.

ZDNet Korea · 2026.10.30

세라믹·유리 분야 사진

연구세라믹·유리

KICET, 감광성 결정화 유리로 반도체용 유리기판 가공기술 확보

한국세라믹기술원이 하스, 한국항공대, 엘엑스글라스와 공동으로 반도체 패키징용 유리기판에 관통비아(TGV)를 뚫을 수 있는 감광성 결정화 유리 소재와 가공 기술을 개발했다. 자외선을 쬔 뒤 열처리하면 빛을 받은 부분에만 결정이 생겨 화학용액으로 선택적으로 제거해 미세 구멍을 만드는 방식이다. 지름 200㎜급 유리기판 시편을 제작했고 소재의 굴곡강도는 440MPa로 기존 붕규산염 유리의 약 2배였다. 두께 1.5㎜ 기판에 지름 60∼200㎛ 구멍을 완전히 관통시켰으며 앞뒤면 지름 차이가 3㎛에 불과해 정밀 가공이 가능함을 확인했다. 산업통상부 지원을 받아 2028년까지 300㎜급 대면적화와 가공 기술 고도화를 이어갈 계획이다.

전자신문 · 2026.10.29

Nature Materials · 2026.10.29

금속산화물 단원자층 — 전자빔 식각으로 자립형 구조 구현

연구진이 전자빔을 이용한 식각(subtraction) 방법으로 지지대 없이 자립하는 2차원 금속산화물 단원자층을 조절 가능하게 제작했다. 이 방법으로 서로 다른 금속산화물을 이어붙인 측면 이종구조와 두 층을 비틀어 쌓은 트위스트 이중층도 만들 수 있었다. 기존에는 다루기 어려웠던 금속산화물 계열을 2차원 양자 소재의 범위에 새롭게 포함시킨 결과다.

Nature Materials · 2026.10.29

이황화레늄 메타표면, 편광별 폴라리톤 제어 성과

연구진이 비등방성 반데르발스 물질인 ReS2에 패턴을 새긴 광자 메타표면을 만들어 방향성을 가진 광자 플랫밴드를 구현했다. 이 구조는 파장대에 따라 확장 가능하며, 편광에 따라 구분되는 엑시톤-폴라리톤을 위상학적으로 제어할 수 있다. 그 결과 빛과 물질 사이의 결합이 강화되는 것으로 나타났다. 비등방성 2차원 소재를 이용해 편광 선택적 광-물질 상호작용을 설계할 수 있음을 보인 기초 연구다.

배터리 소재 분야 사진

연구배터리 소재

반도체 정밀공정 빌려 리튬 쌓임 막는 배터리 기술

연구진이 컴퓨터 칩 생산에 쓰이는 정밀 제조 기법을 전기차 배터리에 적용해, 차세대 배터리의 발전을 막던 리튬 쌓임 현상을 막는 방법을 찾았다고 밝혔다. 이 기술이 적용되면 배터리를 더 작고 가볍게 만들면서도 한 번 충전으로 더 멀리 주행할 수 있는 가능성이 있다고 설명했다. 다만 원문은 구체적인 실험 조건이나 적용 단계를 밝히지 않았다.

ScienceDaily · 2026.10.28

재료연구원 Ti-MOF 공정으로 태양전지 염료흡착 30분 단축

한국재료연구원(KIMS) 송명관·이희정 박사팀이 부산대학교, 한국항공대학교 연구팀과 함께 섬유형 염료감응 태양전지의 염료흡착 공정 시간을 기존 16시간에서 30분으로 줄이는 기술을 개발했다. 티타늄 기반 금속-유기 골격체(Ti-MOF)를 이산화티타늄 섬유형 광전극에 적용하고 5V 전압을 30분간 가하는 전기화학 흡착 방식을 결합해 광전변환효율 7.06%를 확보했다. 이 소자는 5000회 반복 굽힘, 20회 세탁, 150℃ 60시간 열 노출 후에도 성능을 유지했으며, 동일 섬유 소자에서 1000ppm 메탄가스를 감지하는 센서 기능도 함께 구현했다. 연구팀은 향후 연속 제조공정으로 확대해 스마트 의류와 웨어러블 전자기기용 전원의 생산성을 높일 계획이라고 밝혔다.

전자신문 · 2026.10.28

Nature Materials · 2026.10.28

초박막 BiFeO3에서 강유전성과 알터마그네틱 특성 공존 확인

연구진이 SrRuO3 금속 하부 전극과 에피택셜 변형을 이용해 4개 단위격자 두께의 BiFeO3 박막에서 단사정계(monoclinic) 상을 안정화했다. 다양한 측정을 통해 이 초박막에서 강유전성과 d파 알터마그네티즘이 동시에 나타남을 확인했다. 또한 박막 내에 위상학적 텍스처(topological textures)가 형성되는 것으로 나타났다. 이는 멀티페로익 소재의 초박막화 과정에서 자성·전기적 특성이 함께 구현될 수 있음을 보여주는 실험 결과다.

Nature Materials · 2026.10.28

생분해 분자 자석, 체내 삽입형 센서용으로 개발

Nature Materials에 금속을 쓰지 않는 생분해성(bioresorbable) 분자 자석이 보고됐다. 기존 금속 자석은 체내 삽입 후 기능이 끝나도 몸속에 남는 문제가 있었는데, 이 분자 자석은 체내에서 분해돼 이 문제를 피할 수 있다. 연구진은 이를 체내 삽입형 자기 신호원으로 활용해 장기(organ) 움직임을 무선으로 끈 없이 지속 모니터링하는 데 적용했다.

에너지연, 선택적 CVD 기술로 촉매 원자배치 정밀제어

한국에너지기술연구원 김희연 박사 연구팀이 조촉매 표면에만 주촉매 원자를 선택적으로 입히는 화학기상증착(CVD) 기술을 개발했다. 공정 조건에 따라 주촉매를 단원자 또는 원자 집단 형태로 담지할 수 있고, 저온·상압에서 운전 가능해 제조 비용이 낮으며 산업용 성형 촉매 제조에도 적합하다. 메탄을 에틸렌으로 전환하는 텅스텐-망간 촉매에 적용한 결과, 기존 액상법 대비 촉매 활용률이 약 28%에서 82%로, 메탄 전환율이 6.9%에서 51.7%로, 에틸렌 수율이 0.9%에서 26.0%로 높아졌으며 800도에서 180시간 운전해도 안정성을 유지했다. 연구 결과는 국제학술지 Chemical Engineering Journal에 9월 11일자로 게재됐다.

전자신문 · 2026.10.27

전북대·DGIST, BiVO4 표면 원자배열과 광전극 반응성 규명

전북대 이기태 교수팀이 DGIST 이태훈 교수팀과 공동으로 태양광 수소 생산용 광전극 소재인 비스무트 바나데이트(BiVO4)의 표면 원자 구성과 배열이 전자적 특성과 화학반응에 미치는 영향을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석했다. 같은 소재라도 표면 원자 배열에 따라 전자의 에너지와 전하가 머무는 위치가 달라지며, 일부 표면 구조에서는 소재 자체의 산소가 물 환경에서 산소 분자를 만드는 반응에 참여할 수 있음을 확인했다. 이는 구성 원소 변경 외에 표면 원자 배열 조절도 에너지 전환 소재 설계의 전략이 될 수 있음을 보여준다. 연구 결과는 국제학술지 '저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 A'에 게재됐다.

전자신문 · 2026.10.27

에너지연, 선택적 CVD로 촉매 원자 배치 정밀 제어 구현

한국에너지기술연구원 김희연 박사 연구팀이 조촉매 표면에만 주촉매 원자를 선택적으로 입히는 선택적 화학기상증착(Selective CVD) 기술을 개발했다. 기존 액상법은 입자 응집과 담지 위치 제어의 어려움으로 투입 원료 활용률이 낮았는데, 이 기술로 메탄을 에틸렌으로 전환하는 반응에서 텅스텐 촉매 활용률이 약 28%에서 82%로, 메탄 전환율은 6.9%에서 51.7%로, 에틸렌 수율은 0.9%에서 26.0%로 각각 향상됐다. 800도 고온에서 180시간 운전해도 원자가 뭉치지 않아 안정성도 확인됐다. 연구진은 연료전지·수전해 전극용 합금 촉매나 탄화수소 개질 촉매 등으로 적용 범위를 넓힐 계획이라고 밝혔다.

가스신문 · 2026.10.27

Nature Materials · 2026.10.27

망간-텅스텐 촉매, 선택적 CVD로 에틸렌 수율 대폭 향상

한국에너지기술연구원, 미국 브룩헤이븐국립연구소, 서울대, 일본 NIMS 공동 연구팀이 반도체 공정인 화학기상증착(CVD)을 활용해 망간(Mn) 입자 표면에만 텅스텐(W) 원자를 선택적으로 부착하는 촉매 제조 기술을 개발했다. 이 촉매로 메탄을 에틸렌으로 전환하는 실험에서 촉매 활용률과 메탄 전환율, 에틸렌 수율이 모두 크게 개선됐고 800도 고온 180시간 운전에서도 안정성을 유지했다. 연구팀은 성분·함량·크기 중심이었던 기존 촉매 설계를 원자의 위치와 주변 구조까지 제어하는 방식으로 확장했다고 설명했다. 연구 결과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 게재됐다.

ZDNet Korea · 2026.10.27

반도체 소재 분야 사진

연구반도체·디스플레이 소재

III-질화물 반도체, 계면분극으로 상온 인센서컴퓨팅 구현

Nature Materials에 게재된 연구는 III-질화물 반도체의 고유한 전기분극 특성을 센서-멤리스터형 소자에 적용한 결과를 다뤘다. 이 분극은 대형 광전자 소자에는 유리하지만 센서-멤리스터 소자 연구에서는 거의 다뤄지지 않았던 특성이다. 연구팀은 III-질화물 이종구조 계면에서 분극에 의해 광생성된 캐리어가 공간적으로 분리되는 현상을 이용해 상온에서 동작하는 효율적이고 확장 가능한 인센서 컴퓨팅을 구현했다고 밝혔다.