신미소 | 기자 작성일 2026년 03월 21일
전북대학교 권한중 신소재공학부 교수와 구종민 성균관대학교 신소재공학부 교수로 구성된 공동 연구팀이 차세대 신소재 맥신(MXene)의 성능을 획기적으로 높이는 연구 성과를 발표했다.
맥신은 금속 층과 탄소 층이 교대로 쌓인 2차원 나노 물질로, 전기 전도성이 뛰어나 '꿈의 신소재'로 불린다. 그러나 지금까지는 제조 과정에서 원자 배열에 미세한 구멍(공공)이 생기거나 산소가 불필요하게 달라붙는 '결함' 문제로 인해 성능이 쉽게 저하되고 공기 중에서 변질되는 단점이 있었다.
연구팀은 '전구체 기반 결함 공학'이라는 새로운 전략으로 이 문제를 극복했다. 맥신을 만들기 전 단계인 '전구체' 물질부터 정밀하게 제어해 결함을 최소화했다. 그 결과, 개발된 맥신은 전기전도도 2만6000 S/㎝, 열전도도 57 Wm-1K-1이라는 뛰어난 물성을 나타냈다.
주요 성능 결과는 다음과 같다:
- 전자파 차폐: 10마이크로미터(㎛)라는 매우 얇은 두께에서도 90.5㏈에 달하는 세계 최고 수준의 전자파 차폐 성능 달성
- 줄 히팅(열 발생): 1.5V의 낮은 전압에서도 263°C까지 순식간에 열이 발생하는 우수한 효율
- 열 감지 회피(스텔스): 주변 온도보다 복사 온도를 낮추어 적외선 카메라에 포착되지 않는 스텔스 성능 구현
특히 안정성 면에서 기존 맥신은 물에 분산하면 산화현상으로 시간이 지남에 따라 성능이 급격히 저하됐으나, 이번에 개발한 맥신은 12개월이 지나도 95% 이상의 성능을 유지하는 탁월한 내구성을 입증했다.
이번 연구 결과는 나노 분야 세계적 권위지 나노-마이크로 레터스(Nano-Micro Letters, IF 36.3)에 게재됐으며, 투파일 하산 성균관대 박사와 이도연 전북대 연구원이 공동 제1저자로 참여했다.
구종민 교수는 "이번 연구는 원자 수준에서 결함을 제어하는 것이 소재의 전체적인 성능과 수명을 결정짓는 핵심임을 밝혀낸 것"이라며 "첨단 전자기기, 에너지 소자, 적외선 위장이 필요한 국방 산업 등 다양한 분야에서 맥신의 실용화를 앞당길 것으로 기대된다"고 밝혔다.