김진곤 교수, ‘상온에서 테라급 고분자 소재 실현’

▲ 테라급의 초고밀도 정보 저장 고분자 소재와 저장기술

포항공과대학교 화학공학과 김진곤 교수팀은 상온에서 압력을 이용해 테라급의 초고밀도 정보 저장이 가능한 고분자 소재와 정보 저장 기술을 개발하는 데 성공했다.

▲ 김진곤 교수

김 교수팀이 이번에 개발한 기술은 2.54㎠ 당 1.03테라비트(Tb)를 저장할 수 있다.

특히, 이 기술은 그동안 350℃까지 가열해야만 제작할 수 있었던 기존의 기술과는 달리 압력만으로 상온에서 패턴을 제작할 수 있어 고온 성형에 따른 에너지 소비를 획기적으로 줄일 수 있는 친환경 기술이라는 점에서 주목을 받고 있다.

김 교수와 조아라 박사과정생이 LG전자와 공동으로 진행한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 ‘리더연구자지원사업 창의연구(기존 창의적 연구진흥사업)'의 지원을 받아 수행되었으며 연구 결과는 나노기술분야에서 세계적으로 권위 있는 과학저널인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology) 온라인판에 14일자로 게재됐다.

이번 연구는 원자힘 현미경(Atomic Force Microscope : AFM) 탐침이 고분자 소재의 표면에 기계적 접촉을 함으로 정보를 저장하는 기술을 바탕으로, 폴리스틸렌-폴리노르말펜틸메타아크릴레이트(PS-b-PnPMA) 블록 공중합체 박막 위에 상온에서 AFM 탐침에 압력을 가해 나노 패턴을 제작할 수 있는 기술이다.

현재 차세대 테라급 정보저장소재 개발에 주력하고 있는 미국 IBM사의 연구기술은 정보 저장에 따른 일련의 과정에서 고분자 필름에 유동성을 주기 위해 AFM 탐침에 상온 350℃까지 가열하는 장치를 사용하고 있다.

그러나 이 방법은 고온에서 사용 가능한 AFM 탐침을 제조하는 것이 어려울 뿐 아니라, 고분자 필름으로의 열전도가 0.3% 이하에 불과해 효율이 낮고, 온도 조절에 따른 에너지 소비가 많다는 단점이 제기되어 왔다.

김 교수팀은 이러한 단점을 극복하기 위해 폴리스틸렌 계열 블록 공중합체를 자체 개발하였고, 이 물질이 가진 ‘압력가소성’으로 상온에서도 초고밀도 저장소재를 개발할 수 있게 되었다.

이번 연구를 주도한 김진곤 교수는 “압력만으로 상온에서도 나노구조를 만들 수 있는 고분자 조립체를 이용하여 나노패턴을 손쉽게 만들 수 있게 되었다”며 “이번 연구 성과는 세계적인 기업들이 다투어 개발하고 있는 고집적 정보소재 관련 기술에 토대를 마련하였다”고 연구 의의를 밝혔다.