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지붕 위에 무겁고 투박한 태양광 발전기를 올리는 대신 투명한 창문으로 전기를 만드는 시대가 올까. 미국 에너지부의 브룩헤븐 국립연구소(BNL)와 로브 알라모스 국립연구소는 빛을 받아 기의 흐름을 만드는 능력이 뛰어난 투명하고 얇은 필름을 만들었다고 저널 ‘재료화학’ 11월 1일자에 발표했다.



이 물질은 전기가 흐르는 플라스틱인 반도체 폴리머와 탄소가 풍부한 풀러렌을 결합한 것. 폴리머는 광자를 효과적으로 흡수할 뿐 아니라 값이 싸서 태양전지를 만들려는 과학자들이 탐내온 재료다. 연구팀은 두 물질의 특성을 고루 살린 물질을 만들기 위해 벌집 구조를 생각해냈다.



연구팀은 폴리머와 풀러렌의 경계층에 마이크론 크기의 물방울을 흘렸더니 물방울이 증발한 폴리머만 남아 벌집 모양의 반복적인 패턴이 형성됐다. 리머가 비교적 높은 밀도로 응집해 있는 가장자리는 광자를 흡수하고 전하가 흐르는 성질이 어났다. 반면 중앙부는 이런 성질이 떨어지는 대신 폴리머의 응집 비율이 낮아 투명했다.



이 투명한 필름을 유리창에 붙이면 전기를 만드는 창문을 만들 수 있다. 폴리스티렌과 같은 전통적인 폴리머로 벌집 패턴의 박막을 만든 적은 있지만 반도체와 풀러렌을 결합시킨 형태는 처음이다.