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IBS, 세상에서 가장 작은 반도체 개발

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원자 26개로 이뤄져…이산화탄소 유용한 유기물질로 전환

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 현택환 나노입자 연구단장(서울대 석좌교수) 연구팀이 원자 26개로 구성된 세상에서 가장 작은 반도체를 개발하고 이를 촉매로 활용해 이산화탄소를 유용한 유기물질로 전환하는 데 세계 최초로 성공했다고 19일 밝혔다.

차세대 디스플레이 소자는 물론 환경오염 문제까지 해결할 수 있는 물질로 폭넓은 활용이 기대된다.

최근 나노과학 분야에서는 덩어리(bulk) 상태와는 다른 새로운 물리‧화학적 성질을 가진 수십 개의 원자로 구성된 클러스터의 제작이 활발하게 진행되고 있다.

반도체 클러스터의 응집 거대구조 형성[사진=IBS] 2021.01.18 memory4444444@newspim.com

반도체 클러스터는 다양한 응용 가능성으로 주목받았지만 지금까지 상온 및 공기 중에서 불안정해 응용 사례가 없었다.

연구팀은 반도체 클러스터의 안정성을 개선하기 위해 연구를 시작했다. 우선 기존 반도체 클러스터를 둘러싼 리간드에 주목했다.

클러스터의 안정성을 높이기 위해 기존 반도체 클러스터의 단일 자리 리간드를 이중 자리 리간드로 대체했다. 두 손을 마주 잡는 것이 한 손으로 잡는 것보다 더 견고한 것과 같은 원리다.

이후 승온법으로 망간이온(Mn2+)이 치환된 13개의 카드뮴셀레나이드 클러스터(CdSe)13과 13개의 아연셀레나이드 클러스터(ZnSe)13을 합성했다.

이렇게 합성된 클러스터 수십억개를 2차원 또는 3차원적으로 규칙성 있게 배열해 거대구조(suprastructure)를 만들었다. 기존 반도체 클러스터는 공기 중에서 30분이 지나면 그 구조에 변형이 일어났으나 연구팀이 합성한 새로운 거대구조는 1년 이상 안정성을 유지했고 발광 효율 역시 기존에 비해 72배 향상됐다.

백운혁 연구원(제1저자) [사진=IBS] 2021.01.18 memory4444444@newspim.com

백운혁 연구원(제1저자)은 "온화한 조건에서 1시간에 1개의 클러스터가 3000개의 이산화탄소 분자를 프로필렌 카보네이트로 변환하는 높은 전환율을 보였다"며 "카드뮴과 아연이 원자 단위에서 반씩 섞인 클러스터 거대구조에서 두 금속 간의 시너지 효과가 유발돼 촉매 활성이 향상되는 것을 확인했다"고 말했다.

현택환 단장 2021.01.18 [사진=IBS] memory4444444@newspim.com

현택환 단장은 "세상에서 가장 작은 반도체 클러스터를 상온 및 공기 중에서도 안정적인 거대구조로 구현하고 이를 이산화탄소를 유용한 물질로 변환하는 촉매로도 응용할 수 있음을 보여줬다"며 "반도체 클러스터의 조성을 26개의 원자 내에서 정밀하게 조절해 전혀 새로운 성질을 가진 반도체 물질을 구현, 향후 미래 반도체 소재를 발굴하는 연구에 기여할 것으로 기대된다"고 했다.

이번 연구결과는 재료 분야 세계적 권위지인 '네이처 머터리얼스(Nature Materials)'에 19일 새벽 1시 게재됐다. 

memory4444444@newspim.com

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이란 대학가 반정부 시위 재점화 [세종=뉴스핌] 신수용 기자 = 이란에서 대학생 시위가 재개되는 등 정부의 유혈 진압으로 위축됐던 반정부 시위가 재점화하고 있다. 22일 미국 일간 월스트리트저널(WSJ)과 AFP 통신에 따르면 21일(현지시간) 새 학기 첫날인 이날 테헤란 주요 대학 캠퍼스에서는 시위 희생자들을 추모하고 보안군을 규탄하는 집회와 행진, 연좌 농성이 벌어졌다. 테헤란에 있는 샤리프 공과대학에서는 수백 명의 시위대가 집회와 행진을 했다. 이후 시위대와 정부 지지자들 사이에서 몸싸움이 벌어지는 모습이 포착됐다. 지난달 8일(현지 시간) 이란 수도 테헤란에서 발생한 반정부 시위 현장에서 길거리에 주차된 차량들이 불타고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 아미르카비르공대에서는 학생들이 검은 옷을 입고 모여 "샤(국왕) 만세"를 외쳤다. 이란 마지막 국왕의 아들로 해외에서 활동 중인 레자 팔레비가 여전히 반정부 시위의 한 축임을 시사하는 대목이다. 테헤란의대 학생들도 지난달 시위로 수감된 학생 등 구금자들을 지지하는 행진과 연좌시위를 벌였다. 시위 희생자의 추도식에서도 반정부 목소리가 분출되고 있다. 통상 사후 40일째에 열리는 이란의 추도식은 엄숙한 종교 행사로 치러지지만, 이번엔 조문객들이 무덤 주위에서 춤을 추고 노래를 부르며 새로운 형태의 항의에 나섰다. 일부 추도식에서는 "하메네이에게 죽음을"이라는 구호가 나오는 것으로 전해졌다. 테헤란과 반다르압바스, 고르간 등지에서는 고교생과 교사들이 '빈 교실'로 남긴 동맹 휴업에 나서는 등 저항 방식도 다양해지고 있다. 대학 캠퍼스 등에서 재점화되고 있는 이번 시위는 장기화한 경제난에 항의하며 지난해 12월에 시작된 대규모 반정부 운동의 연장선에 있다. 시위는 지난달 8∼9일경 절정에 달했으나, 보안군의 폭력적인 진압으로 수천명이 사망하고 수만명이 체포되면서 소강상태에 들어갔다. 미국에서 활동하는 인권운동가통신(HRANA)은 사망자를 7000명 이상으로 파악했고 체포자도 5만명 이상일 것으로 보고 있다. aaa22@newspim.com 2026-02-22 10:39
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"기내서 보조배터리 충전 전면 금지" [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 국내 항공사들이 항공기 객실 내 보조배터리 사용을 전면 금지했다. 최근 기내에서 보조배터리 발화와 연기 발생 사고가 잇따르자 안전 조치를 대폭 강화한 것이다. 20일 항공업계에 따르면 티웨이항공은 오는 23일부터 비행 중 보조배터리로 휴대전화를 충전하거나 보조배터리 자체를 충전하는 행위를 금지한다. 서울 김포국제공항 국내선 출발층 에어부산 수속카운터 전광판에 보조 배터리 기내 선반 탑재 금지 안내문이 표시돼 있다. [사진=뉴스핌DB] 전자기기 충전이 필요할 경우 좌석 전원 포트를 이용하도록 안내했으며, 포트가 없는 기종은 탑승 전 충분히 충전할 것을 권고했다. 보조배터리 반입은 허용되지만 단자에 절연 테이프를 부착하거나 개별 파우치에 보관하는 등 합선 방지 조치를 해야 한다. 이로써 국내 여객 항공사 11곳 모두가 기내 보조배터리 사용을 제한하게 됐다. 대한항공과 아시아나항공, 진에어 등 대형사와 저비용항공사(LCC)들도 이미 금지 조치를 시행 중이다. 국내뿐 아니라 해외에서도 유사 사고가 이어지면서 글로벌 항공업계 전반으로 규제 강화 움직임이 확산되는 추세다. 항공업계는 운항 중 화재가 발생할 경우 대형 사고로 이어질 수 있는 만큼 선제적 대응이 불가피하다는 입장이다. 다만 일부 항공기에는 충전 설비가 충분하지 않아 승객 불편은 당분간 이어질 전망이다. syu@newspim.com 2026-02-20 15:23
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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