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🔬 꿈의 전자파 차폐 소재, ‘맥신(MXene)’ 개발! UNIST 연구진의 세계적 성과 맥신소재란?

by yeou3 2025. 5. 29.
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국내 연구진이 전자기파를 완벽하게 막아주는 새로운 신소재를 개발했습니다. 머리카락보다 얇은 두께로도 강력한 전자파 차폐 성능을 가진 이 소재의 이름은 바로 **‘맥신(MXene)’**입니다.

이번 연구는 **UNIST(울산과학기술원)**와 서울대학교의 공동 연구로 세계적인 학술지에 게재되며 큰 주목을 받고 있는데요. 이 포스팅에서는 해당 연구의 핵심과 맥신이란 무엇인지, 그리고 응용 가능성에 대해 정리해 보겠습니다.


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🔗 출처: 네이버 뉴스 – UNIST 연구진, 초박막 전자파 차폐 소재 ‘맥신’ 개발

🧪 맥신(MXene)이란?

**맥신(MXene)**은 금속과 탄소 또는 질소가 층상으로 쌓인 2차원 나노소재입니다. 이름은 전구체인 MAX Phase에서 탄소(C)를 제거해낸다는 의미에서 붙여졌습니다.

🔍 맥신의 특징

  • 높은 전기전도성
  • 기계적 유연성
  • 열 안정성
  • 화학적 조절 가능성

이러한 특징 덕분에 맥신은 차세대 에너지 저장 장치, 센서, 바이오소재, 그리고 특히 이번 연구처럼 전자파 차폐소재로 각광받고 있습니다.


🚀 UNIST 연구진의 주요 성과

✅ 1. 질소 치환 맥신 개발

기존에는 탄소 기반의 맥신이 주류였지만, 이번 연구에서는 탄소를 질소로 치환해 전기전도성과 구조적 안정성을 극대화한 질소 치환 맥신을 세계 최초로 개발했습니다.

✅ 2. 고순도 맥스(MAX) 전구체 합성

질소 치환도를 0%부터 100%까지 정밀하게 조절하면서도 단일 결정구조를 유지하는 전구체를 합성함으로써 고품질의 맥신 제작이 가능해졌습니다.

✅ 3. 세계 최고 수준의 전도도

5~10마이크로미터 두께의 맥신 필름35,000 S/cm의 전기전도도를 기록하며, 현재까지 보고된 맥신 중 최고의 수치를 달성했습니다.


📡 응용 가능성: 전자파 차폐의 미래

새롭게 개발된 맥신 필름은 초고주파(Sub-THz) 전자파를 효과적으로 차단할 수 있어 다음과 같은 분야에 적극적으로 활용될 수 있습니다.

  • 📱 모바일 기기
  • 🚗 전기차 및 항공기 내부 전자장치
  • 🛰 차세대 통신 기지국
  • 🛡️ 군사/보안 전자장비

기존 금속 기반 차폐소재 대비 훨씬 얇고 가벼우면서도 성능은 뛰어나기 때문에, 미래형 전자기기 개발에 핵심 소재로 자리 잡을 전망입니다.

 

맥신(MXene) 소재는 그 독특한 2차원 층상 구조, 우수한 전기전도성, 기계적 유연성, 표면 조절성 덕분에 다양한 산업에서 폭넓게 활용될 수 있는 ‘꿈의 신소재’입니다. 아래는 맥신의 대표적인 사용 범위입니다.


🔋 1. 에너지 저장 장치 (이차전지, 슈퍼커패시터)

  • 리튬이온배터리(LIB) 음극재: 고전도성과 다공성 구조 덕분에 리튬 이온의 빠른 이동이 가능함.
  • 슈퍼커패시터 전극: 높은 비표면적과 전도성으로 뛰어난 충방전 속도 및 내구성 확보.
  • 전고체 전지: 고체 전해질과 맥신의 안정적인 계면 형성 가능.

🛡️ 2. 전자파 차폐 및 흡수 (EMI Shielding)

  • 고성능 차폐 필름: 두께 수 마이크로미터(㎛) 수준으로도 초고주파 대역 전자파 차단 가능.
  • 경량 방열/차폐 복합소재: 드론, 전기차, 항공기 등의 전자기기 내부 간섭 방지용.
  • 차세대 5G·6G 통신 기지국 차폐 소재.

🧪 3. 센서 기술

  • 가스센서: 표면이 다양한 기능기로 조절 가능해 선택적 감지가 뛰어남.
  • 생체감지 센서: 피부 접촉형 웨어러블 디바이스에 활용 가능.
  • 압력·스트레인 센서: 유연하면서 민감한 반응성 확보.

🌡️ 4. 바이오 및 의료 응용

  • 약물 전달 시스템: 생체적합성과 나노 구조를 활용한 표적 전달 가능.
  • 생체 이미징/진단 장비: 금속 기반의 전기적 특성을 활용한 바이오센서.
  • 항균·항바이러스 소재: 맥신의 표면 기능기 조절로 항균성 부여 가능.

🧠 5. 전자소자 및 반도체

  • 플렉서블 디스플레이 전극: 전도성과 투명성을 동시에 갖춘 소재.
  • 트랜지스터 채널 물질: 나노미터 두께의 고속·저전력 스위칭 가능.
  • 저항변화 메모리(RRAM): 얇고 빠른 비휘발성 메모리 구현 가능.

🚗 6. 자동차 및 항공 우주 산업

  • 차량 내부 전자장비의 전자파 차폐
  • 고성능 복합소재의 강화재
  • 차량 내 센서 및 제어 유닛 보호용 소재

🌱 7. 환경 정화 및 수처리

  • 중금속 및 방사성 이온 흡착제
  • 유기오염물 흡착 필터
  • 전기화학적 수처리 시스템의 전극

📌 정리

분야사용 예시
에너지 이차전지, 슈퍼커패시터
전자파 차폐 모바일 기기, 차량, 항공기
센서 바이오 센서, 압력센서
바이오 약물전달, 생체 진단
전자소자 플렉서블 디스플레이, 메모리
산업 자동차 부품, 우주 항공 복합소재
환경 수처리 필터, 오염물 제거

✅ 결론: 맥신, 꿈의 전자파 차폐소재로 현실화되다

이번 연구는 단순한 소재 개발을 넘어서 전자파 차폐 기술의 새로운 지평을 연 혁신적인 성과입니다.
UNIST 권순용, 최은미, 변강일 교수팀과 서울대 이건도 교수의 협업은 한국의 소재 과학이 세계적 수준임을 다시 한 번 입증했습니다.

앞으로 맥신이 전기전자 산업, 에너지, 국방 등 다양한 산업의 패러다임을 바꾸는 핵심 소재로서 활약할 날이 머지않았습니다.

 

 

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