(대전=국제뉴스) 이규성 기자 = KAIST와 서울대 연구진이 원자간력 현미경(AFM)을 이용해 나노 크기 물방울을 실시간으로 관찰하고 접촉각까지 계산하는 기술을 확보했다.

나노 물방울의 실제 형태를 직접 확인한 것은 이번이 처음이다. 액체의 젖음성은 수소 생산 촉매, 반도체 공정, 배터리 소재 등에서 핵심 변수로 작용하지만, 그동안 연구자들은 나노 스케일에서 물방울의 움직임을 직접 측정할 기술이 부족해 추정에 의존해 왔다.

KAIST 홍승범 교수팀과 서울대 임종우 교수팀은 표면을 얼지 않는 온도로 냉각해 자연적으로 나노 물방울이 맺히도록 유도한 뒤, AFM 비접촉 모드를 이용해 물방울의 원래 형태를 변형 없이 촬영하는 데 성공했다.

나노 물방울은 탐침이 닿기만 해도 변형되는 만큼 정밀 제어가 필수로, 이번 성과는 관찰 기술의 한계를 넘어선 것으로 평가된다.

연구진은 이 기술을 강유전 물질 리튬탄탈레이트에 적용해 표면 분극 방향에 따라 나노 물방울의 접촉각이 달라지는 차이를 처음으로 확인했다. 기존 대형 물방울에서는 나타나지 않던 현상으로, 나노 물방울이 전기적 상태에 극도로 민감하다는 사실을 입증했다.

이어 수전해 촉매(NiFeLDH)에 나노 물방울 측정을 적용해 촉매 표면에서 물이 반응하는 양상과 기포 탈착 특성을 분석할 수 있는 기반도 마련했다.

홍승범 교수는 이번 연구가 "나노 세계의 물방울 거동을 직접 관찰할 수 있음을 증명한 사례"라며 차세대 에너지·전자 소재 개발에서 핵심 분석 기술로 자리할 것이라고 말했다.