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title: "나노입자가 소재 성능의 열쇠로 부상했다"
author: "VibeTimes"
published: "2026-11-10T08:55:35.502Z"
section: "technology"
tags: ["로버트 맥팔레인", "니콜라스 스발비", "미국", "나노입자", "소재", "성능의", "열쇠", "사진"]
language: "en"
url: "https://vibetimes.co.kr/en/news/cmwagbdrd0fmkmcb7hpu2wjrt"
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# 나노입자가 소재 성능의 열쇠로 부상했다

MIT 연구진이 세상에 알려지지 않았던 나노입자 결정구조를 만드는 데 성공했다. 열쇠는 유연한 연결 부위였다. 나노입자는 머리카락 굵기의 수만 분의 일 크기의 미세 입자로, 이번 성과는 차세대 소재 개발에 새로운 가능성을 제시했다.

나노입자는 뛰어난 소재 성능을 위한 핵심 소재로 주목받아 왔지만 입자를 원하는 구조로 조립하는 과정은 쉽지 않았다. 각 나노입자가 주변 입자와 얼마나 많이, 어떤 방향으로 연결될지 정밀하게 제어하기 어려웠기 때문이다.

### 뒤집힌 상식, 유연함이 답이었다

기존에는 나노입자의 형태를 바꾸거나 표면의 특정 부분에만 결합이 일어나도록 설계하는 방식이 주로 쓰였다. 입자 사이를 연결하는 리간드는 일정한 방향을 유지할 수 있도록 단단하게 결합해야 하며, 연결부가 조금이라도 유연해지면 조립이 실패한다는 것이 20년간의 상식이었다. MIT 재료과학·공학과 로버트 맥팔레인 교수 연구진은 통설과 반대로 연결부를 유연하게 만드는 길을 택했다.

연구진이 사용한 나노입자는 양전하와 음전하를 띤 유연한 리간드로 둘러싸여 있다. 서로 반대되는 전하는 끌어당기기 때문에 리간드는 반대 전하를 가진 연결부를 향해 구부러지며 입자들을 연결한다. 연구진은 복잡한 합성 방법으로 결합 방향을 미리 지정하는 대신 연결부가 자유롭게 움직이도록 했고, 리간드는 결합 안정성을 높이는 방향으로 자발적으로 배열됐다. 연구진의 일원인 니콜라스 스발비가 주도한 실험에서는 나노입자의 크기와 리간드 사슬의 길이를 바꿔 입자 사이의 연결을 조절할 수 있음이 확인됐다. 이런 조절을 통해 입자의 모양이나 연결 위치를 미리 설계하지 않고도 결합 수를 제어했으며, 연결부의 유연성과 입자 크기, 분자 사슬 길이를 조절하면 입자 하나가 주변 입자와 맺는 결합 수를 바꿀 수 있다는 사실을 규명했다. 연구진은 기존의 조밀한 배열과 다른 낮은 결합 수의 결정구조 형성에도 성공했다.

MIT 로버트 맥팔레인 교수 연구팀은 입자의 모양이나 표면 결합 위치를 복잡하게 설계하지 않고도 나노입자의 배열을 제어할 수 있는 새로운 방법이라고 설명했다. 나노입자는 크기와 형태, 표면 특성을 자유롭게 조절할 수 있어 에너지 저장, 의료, 전자기기 등 다양한 분야에서 활용 가능성을 보이는 소재다. 연구진은 이번 방식이 광학 소재, 화학 촉매, 의약품 전달 등 특정 기능을 갖도록 설계한 나노소재 개발에 활용할 수 있다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 머티리얼스' 11월 최신호에 게재됐다. 연구는 미국 국립과학재단(NSF)과 에너지부(DOE), 미 육군 및 해군의 지원을 받았으며 실험은 MIT 나노 연구실에서 수행됐다.