29일 연구팀에 따르면 섬모는 액체 속에도 움직임이 자유롭고, 작은 외부 힘에도 민감하게 반응해 다양한 기능을 만들어낼 수 있다. 코나 폐의 섬모가 하늘하늘 흔들려 액체를 움직이는 방식으로 불순물 밀어내거나 짚신벌레가 섬모를 노 젓듯 움직여 이동하는 기능이 대표적이다. 섬모를 모방해 미세 기계의 구동장치로 쓰려는 연구가 활발한 이유이기도 하다.
하지만 섬모 구조는 액상 원료를 틀에 넣어 찍는 등의 기존 방식으로 나노 미터 수준으로 작게 만들기 어렵다. 특히 폭은 좁고 세로로 긴 형태는 더 까다롭다.
이 합성법은 수직 방향으로만 자성 나노입자가 쌓일 수 있도록 나노입자를 에어로졸 상태로 분사하는 기술을 적용했다. 액체 방울(에어로졸)에 자성 나노입자를 가둬 미리 설계된 자기력 외에 다른 외부 힘을 차단하는 기술이다. 액체는 날아가면서 증발된다.
연구팀은 이 기술로 실제 지름이 373nm(나노미터, 10-9m)인 입자를 최대 54개 까지 쌓았다. 가로와 세로의 비율인 종횡비가 50 이상으로, 이제껏 합성된 인공섬모 중 가장 높다는 설명이다.
완성된 인공섬모는 자성 나노입자 표면에 코팅된 올레산 덕분에 베어링 없이도 매끄럽게 미끄러지면서 움직일 수 있었다.
이번 연구는 재료분야 국제학술지인 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)의 표지논문으로 선정돼 지난 16일자로 출판됐다.
김상아 기자 secrets21@hanmail.net