‘탄소 자석 원리’ 국내 연구진이 풀었다

이철의 교수

이철의 교수 풀러렌 영구자석 개발

고려대 물리학과 이철의(54·사진) 교수 연구팀은 25일 나노(10억분의 1m) 크기의 축구공 모양 분자인 풀러렌을 영구자석으로 만드는 방법을 발견했다고 밝혔다. 탄소원자 60개가 연결된 풀러렌은 다이아몬드, 탄소나노튜브, 그래핀 등 탄소 동소체(같은 원소로 이뤄졌지만 모양과 성질이 다른 물질) 가운데 하나로 물리학계에서는 풀러렌이 영구자석이 될 수 있는지를 놓고 논쟁을 벌여왔다.

이 연구는 풀러렌이 수소를 흡착하면 상온에서 영구자석으로 변하는 원리를 찾아내 10여년 동안 끌어온 논쟁에 마침표를 찍었다는 평가를 받았다. 이 교수팀은 풀러렌에 흡착된 수소가 풀러렌 분자 표면에 갇힌 전자를 만들면 이 전자들이 상호작용해 새로운 에너지띠가 만들어지는데, 이 에너지띠가 바로 영구자석을 만드는 원인임을 알아냈다. 또 풀러렌에 흡착된 수소의 수가 홀수일 때만 영구자석이 되며, 일단 홀수의 수소가 흡착되면 수에 관계없이 동일한 세기의 영구자석이 된다는 사실도 밝혔다.

이철의 교수는 “탄소는 가벼우면서도 단단한 친환경 소재여서 차세대 자기공명장치(엠아르아이)용 조영제 등에 활용될 것으로 기대된다”고 말했다. 연구팀의 논문은 물리학계 최고 권위지인 <피지컬 리뷰 레터스> 22일치(미국 현지시각)에 실렸다.

이근영 선임기자 [e-mail]