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한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 세계 최초로 종이보다 약 1만분에 1 정도로 얇은 신소재 맥신(MXene)을 수직으로 세우는 데 성공했다고 밝혔습니다. 맥신은 전자파를 차단하는 차세대 신소재로 알려져 있으며, 평상시에는 수평 상태로 누워있는 물질입니다. 이번 연구에서는 연구진이 맥신의 방향을 자유자재로 제어함에 따라 향후 센서, 디스플레이, 축전지 등에 관련 기술을 적용할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

맥신은 티타늄과 같은 전이금속과 탄소, 질소로 이루어진 2차원 물질입니다. 이 물질은 전기전도도와 전자파 차폐 능력이 우수하며, 가볍고 다른 용매에 잘 녹아 가공성이 우수하다는 장점을 가지고 있습니다.

하지만 맥신은 종이와 비슷한 성질을 가지고 있어 수평으로 누워 있는 상태입니다. 맥신을 수직으로 세울려면 다른 첨가물을 혼합해야 하며, 이로 인해 맥신의 순수한 특성을 파악하는 것이 어려웠습니다. 또한, 현재는 마이크로미터 단위의 좁은 영역에서만 수직 배열을 만들 수 있는 한계가 있었습니다.

연구팀은 맥신에 전기를 가하면 첨가물 없이 수직으로 맥신을 세울 수 있다고 판단하였습니다. 맥신의 표면은 강한 음전하를 가지고 있으며, 100마이크로미터 두께의 얇은 셀에서는 음전하끼리 모여 서로 멀어지기 위해 수직으로 세울 수 있다고 판단하였습니다.

실험 결과를 통해 맥신은 전기장에 따라 수직으로 세울 수 있다는 사실을 확인하였습니다. 이러한 성과는 특히 전기장이 적용되는 센서 등 다양한 기술에 응용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

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