공기에 노출되면 색 변하는 구리, 산화 원리 세계 최초 규명

공기에 오래 노출되면 색이 변하는 구리 산화의 원리를 국내 연구진이 규명하고 산화를 방지하는 기술도 개발했습니다.

과학기술정보통신부는 부산대 정세영, 성균관대 김영민, 미국 미시시피주립대 김성곤 교수 연구팀이 초평탄 구리박막을 이용해 세계 최초로 구리의 산화 원리를 밝혀냈다고 발표했습니다.

붉은 갈색을 띠는 구리는 산화하면 청록색으로 변하는데 규칙성이 없어 방향성 제어가 불가능한 것으로 알려져 왔습니다.

연구진은 자제 개발한 단원자층 수준의 거칠기를 가진 초평탄 구리박막을 1년간 공기 중에 노출하면서 관측한 결과, 산화가 관찰되지 않았다고 밝혔습니다.

연구진은 자신들이 사용한 박막이 한 층 수준의 원자층으로 매우 얇아 산소 침투에 큰 에너지가 필요하기 때문에 상온에서 산화가 일어나지 않았다고 설명했습니다.

연구진은 또 초평탄 박막 표면에 존재하는 산소는, 산소가 존재할 수 있는 공간 50%가 차면 다른 산소가 접근하지 못하도록 밀어내 산화를 억제하는 자기조절 기능을 갖췄다는 것도 발견했습니다.

연구진은 구리의 산화 원인을 정확히 밝힘으로써 나노회로 등에 사용되는 금을 구리 박막으로 교체할 수 있는 계기를 마련했다고 자평했습니다.

정세영 교수는 "이번 연구성과는 구리 산화의 기원을 원자 수준에서 규명한 세계 최초 사례"라며 "변하지 않는 구리의 제조 가능성을 열었다"고 말했습니다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처'에 실렸습니다.

(사진=과기정통부 제공, 연합뉴스)