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POSTECH 김성지 교수팀, 비독성 육면체·육팔면체 페로브스카이트 소재 개발

페로브스카이트 광학 소재는 뛰어난 광학 성질을 가지고 있어 LED, 태양전지, 자외선 또는 방사선 검출 소재 등으로 다양하게 활용할 수 있다. 그러나 환경에 해로운 납(Pb) 이온을 원료로 사용하기 때문에 독성이나 환경오염에 대한 우려의 목소리가 높아 상용화의 걸림돌이 됐다. 최근 납 성분이 없이, 효율은 높은 비독성 페로브스카이트 나노 광학 소재가 국내 연구진에 의해 최초로 개발됐다.

POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 화학과 김성지 교수, 이원석 박사, 통합과정 최두원씨 연구팀은 독성이 없는 나트륨(Na)과 비스무트(Bi) 이온으로 이뤄진 페로브스카이트 나노 광학 소재를 성분이나 특성이 고른 크기와 형태(육면체 또는 육팔면체)로 제작하는 기술을 개발했다.

페로브스카이트는 광물인 칼슘티타네이트(CaTiO3)와 같은 육방면체 구조로, 반도체 특성을 가지는 화합물의 통칭이다. 이 물질은 빛을 전기로 바꾸거나 전기를 빛으로 바꿀 수 있는 특성 때문에 디스플레이나 태양전지 소재로 주목받고 있다. 특히, 태양전지에 응용했을 때 실리콘 태양전지보다 높은 전력 변환 효율을 보여주는데, 균질한 결정구조를 확보하는 것이 태양전지 기술의 관건이 되는 요소이다.

하지만, 기존 태양전지의 광 활성층에 사용되던 소재는 납 이온을 주성분으로 갖는 페로브스카이트 물질로써 인체 또는 환경에 심각한 오염의 원인이 될 수 있어 페로브스카이트 태양전지 상용화의 걸림돌이 되어왔다.

연구팀은 납 이온과 동일한 전자구조를 갖는 비스무트 이온의 활용에 주목해 납 이온이 나트륨 이온과 비스무트 이온으로 치환된 페로브스카이트 나노 소재(Cs2NaBiX6)를 제작하는데 성공했다. 또한, 합성 온도를 조절함에 따라 성장면이 제어되어 육면체 또는 육팔면체 형태의 나노입자로 균질하게 결정됨을 확인했다.

망간(Mn) 이온이 도핑된 Cs2NaBiX6 나노입자를 합성했을 때, 에너지 전이 후 ~10% 수준으로 효과적으로 발광현상이 일어남을 확인할 수 있었다. 이는 높은 발광 특성을 보이는 것으로 태양전지 외에도 수광·발광 소재나 다양한 이온의 도핑 플랫폼으로 응용될 것으로 기대된다.

연구를 주도한 김성지 교수는 “나노입자의 모양이나 형태는 입자의 표면 에너지와 반응성과 직접적인 연관이 있다”며 “이번에 개발된 나노입자를 활용하면, 표면 제어를 통해 광학 소자의 안정성과 효율을 증대할 수 있다”고 말했다.

한편, 이 연구 결과는 미국화학회에서 발간하는 국제학술지인 ‘케미스트리 오브 머터리얼즈(Chemistry of Materials)’지에 표지논문으로 선정, 최근 온라인판에 게재됐다.



















[이슈]北 우리국민 사살에 靑강경대응-北김정은 사과, 정부대응 적절성 논란도
[폴리뉴스 정찬 기자] 연평도 인근 북한 해역서 해양수산부 공무원이 북한군 총격으로 사망해 남북 긴장국면이 조성되는 듯했지만 정부의 사과 요구에 북한 김정은 국무위원장이 “미안하게 생각한다”는 뜻을 청와대에 전하면서 향후 사태 전개 추이를 지켜봐야 될 상황이다. 지난 24일 군 당국에 따르면 서해어업관리단 소속 A씨가 실종된 것은 21일 오전 11시30분경이며 하루 뒤인 22일 오후 3시30분 무렵 A씨가 북한 지역에 있다는 정황을 포착했다. 당시 A씨는 구명조끼를 입고 확인 미상의 부유물에 탑승해 있었다는 것이 군의 설명이다. 군은 22일 오후 4시40분 쯤 방독면을 착용한 북한군이 A씨의 월북 표류경위 진술을 듣는 정황을 파악했고 5시간 후인 9시40분께 실종자에게 총격을 가하고 10시 무렵 시신을 불태운 것으로 파악했다. 군은 10시11분경 북한군이 A씨를 태우는 불빛을 포착했다. 군의 판단에 따르면 이 사건은 두 가지 면에서 충격이다. 첫째, 북한군이 민간인에 총격을 가한 후 시신에 기름을 부어 불태운 ‘반인륜적, 비인도적 행위’다. 다음으로 북한군 수뇌부가 A씨 사살과 시신 훼손을 명령한 정황이다. 북한군은 A씨에서 상황을 청취하고 약 5시간 후 사


[스페셜 인터뷰] 이재갑 교수① “코로나, 전국 단위 대규모 발병하면 아수라장 될 것…추석 고향 방문 자제해야”
“추석 직전 2주가 중요하다. 확진자 수를 낮추지 못한 상태에서 전국으로 확산되면 추석 이후의 상황은 광화문 때보다 훨씬 더 엄청날 수 있다. 고향 방문 자제해야 되고, 지금 방역을 철저히 해서 지역사회에 숨어있는 감염자 숫자를 최소화시키는 것이 정말 중요하다.” 지난 1월 국내 첫 코로나19 확진자 발생 후 우리나라는 전 세계가 호평한 K방역으로 코로나19 감염병 사태가 진정되는 듯 했으나, 8.15 광화문집회를 전후해 재확산 되며 현재 2차 유행 중이다. <폴리뉴스>는 수도권 사회적 거리두기 2.5단계가 2단계로 완화된 직후인 9월 15일, 한림대학교 강남성심병원 외래진료실에서'대한민국 코로나 커뮤니케이터'로 알려진 이재갑 감염내과 교수를 만났다. 먼저 정부의 사회적 거리두기 완화조치에 대한 그의 의견을 물었다. 이 교수는 “정부 입장에서 고려할 게 많았을 것”이라며 말문을 열었다. 2.5단계로 강화된 사회적 거리두기로 소상공인이나 일용직 노동자들이 심각하게 타격을 받는 상황에서 정부가 단계 완화에 대한 압박을 받았을 것이라는 말이다. 그러나 감염병 전문가로서는 상당히 아쉬움을 드러냈다. 이 교수는 “아예 처음부터 2단계로 올리고, 2단계로


北, 청와대에 통지문...김정은 “文대통령과 남한 국민에 큰 실망감 줘 미안하게 생각”
[폴리뉴스 정찬 기자] 북한은 25일 청와대에 통지문을 보내 김정은 국무위원장이 “미안하게 생각한다”는 뜻을 밝혔다고 전하면서 우리 국민에 대한 총격은 “규정이 승인한 행동준칙”이라고 했고 시신 훼손은 없었고 부유물을 “방역규정”에 따라 불태웠다고 주장했다. 서훈 청와대 국가안보실장은 25일 오후 노동당 중앙위원회 통일전선부가 ‘청와대 앞’으로 보낸 통지문을 공개했다. 노동당 중앙위 통일전선부는 김정은 위원장 여동생 김여정 제1부부장이 관장하고 있다. 북한이 이 사건과 관련해 정부의 청와대의 진상규명과 책임자 처벌을 요구한 지 하루 만에 통지문을 보내 유감을 표현한 것은 이례적이다. 서 실장이 전한 통지문에 따르면 “김정은 동지는 가뜩이나 악성비루스 병마의 위협으로 신고하고 있는 남녘 동포들에게 도움은커녕 우리 측 수역에서 뜻밖에 불미스러운 일이 발생하여 문재인 대통령과 남녘 동포들에게 커다란 실망감을 더해 준 데 대해 대단히 미안하게 생각한다는 뜻을 전하라고 했다”며 “벌어진 사건에 대한 귀측의 정확한 이해를 바란다”고 말했다. 북측은 이번 사건 경위에 대해 “우리 측 해당 수역 경비 담당 군부대가 어로작업 중에 있던 우리 수산사업소 부업선으로부터 정체불명


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