오랜 문제
나노결정은 현대 재료 과학의 핵심 부분이 된 미세한 결정체다. 나노결정의 일종인 양자점은 2023년 노벨 화학상 수상에 영감을 주었다. 그러나 연구자들은 좁은 범위의 재료에서만 이러한 미세 구조를 만드는 데 성공했다. 단단하고 안정적이며 전자 제품에 유용한 것으로 평가받는 금속 질화물은 실제 응용에 필요한 크기와 규모에서 기존의 나노결정 합성에 저항했다. 이는 산업이 의존하는 재료와 과학자들이 나노 규모로 축소할 수 있는 재료 사이에 격차를 남겼다.
거의 12가지에 달하는 새로운 재료
이 방법은 훨씬 더 큰 목표 세트를 열어주었다. 연구의 제1저자이자 시카고 대학 대학원생인 루이밍 린은 "전통적인 방법으로는 합성할 수 없었던 거의 12가지에 달하는 일련의 재료를 만드는 방법을 보여줄 수 있었다"고 말했다. 팀에 따르면 결정체는 너무 작아서 손톱 하나에 수십억 개가 들어갈 수 있으며, 전자 현미경 이미지가 결과를 확인했다.
재료가 할 수 있는 일
금속 질화물은 이미 많은 기술에 동력을 공급한다. 질화갈륨은 LED 조명과 디스플레이에 널리 사용된다. 질화티타늄은 의료용 임플란트에 사용된다. 질화니오븀은 초전도체 역할을 하고, 질화몰리브덴은 촉매로 작동한다. 지금까지 이러한 재료는 주로 딱딱하고 부피가 큰 형태로만 사용될 수 있었다. 나노결정 형태로는 유연한 표면에 인쇄하고, 새로운 종류의 조명에 사용하거나, 몸에 구부러지고 움직이는 의료 기기에 내장할 수 있다. 연구자들은 이 레시피가 엔지니어들에게 미래 장치를 설계하기 위한 훨씬 더 큰 도구 상자를 제공한다고 말한다.