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초평탄 그래핀 박막 개발 성공

난징대학교 물리학부 가오리보(高力波) 연구팀은 초평탄 그래핀 박막의 제어 가능한 성장을 구현함과 아울러 동 성장방법의 내재적 메커니즘 즉 양성자 보조 성장을 발견하였다. 이는 플렉시블 전자학, 고주파 트랜지스터 등 중요 연구영역에 널리 보급될 전망이다. 해당 성과는 "양성자 보조 성장 초평탄 그래핀 박막"이란 제목으로 "Nature"에 게재되었다. 화학기상증착법(CVD)에 의한 그래핀 성장은 현재 대면적, 고품질의 단결정 결정립 또는 박막 제조에서 가장 주요한 방법이다. 하지만 그래핀과 기질재료가 강결합작용으로 인해 그래핀 성장과정에서 주름이 생길 수 있다. 그래핀과 성장 매트릭스의 열팽창률 차이에서 생기는 CVD 그래핀 주름은 그 물리성질에 영향을 끼치는 주요 걸림돌이다. 이러한 현상은 대규모 균일 박막 제조를 제한함과 아울러 2차원 재료의 더한층 개발·응용을 방해한다. 연구팀은 대량 실험에 대한 종합분석에 기반해 고비율의 뜨거운 수소(H2)가 그래핀과 성장 매트릭스 간 결합작용을 일정한 정도로 약화시킴을 발견했다. 또한 이론적 시뮬레이션을 통해 그래핀과 구리 매트릭스 간 수소가 대농도, 고온 조건에서 양자 결합을 약화시키는 역할을 함을 발견했다. 뜨거운 수소 성분에서 양성자와 전자는 그래핀의 벌집격자(honeycomb lattice) 사이를 자유로이 오갈 수 있다는데 비추어 연구팀은 그래핀을 통과한 양성자와 전자가 일정한 확률로 재차 수소로 결합할 것으로 추정했다. 양성자 밀도를 증가시키는 것은 양자 결합작용을 약화시키는 핵심 경로이다. 연구팀은 수소 플라즈마(hydrogen plasma)를 이용해 주름진 그래핀 박막을 처리했다. 또한 고온 보조 조건에서 그래핀 주름을 점차 제거했다. 다시 말해 그래핀 성장시 수소 플라즈마를 도입해 성장시킨 그래핀은 완전 주름지지 않는다. 해당 그래핀 박막의 초평탄 특성으로 인해 그래핀 표면의 기타 물질 제거 특히, 그래핀 전이시 잔류한 전이매질 PMMA 청결이 쉬운 장점을 보유한다. 이외, 초평탄 그래핀 박막의 대형, 고품질 장점을 부각시키기 위해 연구팀은 2μm, 20μm, 100μm, 500μm 선폭에서 그래핀 양자홀효과를 측정했다. 기존 그래핀 양자홀 효과 발생시 최대 선폭이 50μm인데 비해 초평탄 그래핀 박막 양자홀 효과 발생 임계치 조건은 1μm 선폭에서 측정한 고유 그래핀과 거의 일치하였다. 더 중요한 것은 다양한 선폭 측정 플랫폼에서 발생한 임계치는 거의 변함이 없었다. 이는 주름을 제거해야만 대형 그래핀의 균질화, 고품질을 최대한 구현할 수 있음을 의미한다. 양성자보조 CVD법은 그래핀의 고유성질을 최대한 유지함과 아울러 향후 기타 종류 나노재료 제조에 보편성을 지닐 전망이다.

중국과학원과 중국우주과기집단공사 협력협정 체결에 합의

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3월 24일, 바이춘리(白春礼) 중국과학원 원장은 마싱루이(马兴瑞) CASC(중국항천과기집단공사) 대표를 만나 앞으로 첨단기술분야를 중심으로 협력을 강화해나갈 것을 밝혔다. 이 자리에는 인허쥔(阴和俊) 중국과학원 부원장, 리즈강(李志刚) 중국공산당중앙기율검사위원회 중국과학원 주재 기율검사팀 팀장, CASC 레이판페이(雷凡培)와 위엔쟈쥔(袁家军) 부총경리 및 왕리헝(王礼恒) 고문 등도 참석했다. 바이춘리(白春礼) 원장은 중국과학원과 CASC 간의 다년간 협력성과를 소개하고, 현재 중국 정부가 전략적으로 육성하고 있는 첨단기술 분야를 중심으로 향후에도 협력을 확대해나가고 싶다는 뜻을 밝혔다. 이어 그는 류옌둥(刘延东) 국무위원이 중국과학원 간부대회에서 강조한 지식혁신체계와 기술혁신체계를 유기적으로 결합시켜 효과적인 관산학연 협력체계를 구축해야 한다는 발언을 인용, 중국과학원과 CASC 간 협력은 과학, 기술, 공정 분야 협력이자, 연구기관과 기업 간 협력, 지식혁신체계와 기술혁신체계 간 협력, 인력분야 협력으로서 정부의 의지와도 잘 맞물린다고 했다. 마싱루이(马兴瑞) 대표는 CASC가 설립된 이래 중국과학원으로부터 많은 지원을 받아왔으며 앞으로 우주분야에서 지속적으로 협력을 강화해 중국을 우주대국에서 우주강국으로 도약시키는데 힘을 합칠 것을 다짐했다. 또한 CASC는 정부의 우주과학 선도 전문프로젝트를 적극 지원한다는 지적이다. 이날 회의에서 중국과학원과 CASC는 전략적 협력협정을 빠른 시일 내에 체결하기로 의견을 모았으며 톈징(田静) 중국과학원 첨단기술국 국장은 우주과학의 전략적 선도기술 전문프로젝트를 소개했다.

중국 국산 AP1000 원자력발전소 증기발생기 생산 개시

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최근 하얼빈전기설비그룹(HPEC) 산하 친황도우(秦皇島)중형장비유한공사가 중국 최초의 국산 AP1000 원자력발전소 증기발생기 생산을 개시하였다. 중국 장비제조업의 최고수준을 대표하는 이 증기발생기가 향후 사용에 투입되면 원전 국산화율이 기존의 50% 미만에서 100% 가까이 향상될 것으로 기대된다. AP1000은 3세대 원전기술로서 현재 세계에서 가장 앞서가는 원전기술로 알려지고 있다. 현재 보편적으로 사용되고 있는 2세대 가압수형 원전기술에 비하면, 이번에 생산한 AP1000 원전증기발생기는 수동안전시스템(Passive safety system)을 사용했기 때문에 더욱 높은 안전성능을 보유하게 된다. 하얼빈전기설비그룹(HPEC) 당서기이자 원전전문가인 왕서우거(王守革) 박사는, 일본 후쿠시마 원전사고의 주요 원인을 정전 후 작동을 멈춘 냉각시스템으로 꼽았다. 그렇지만 AP1000 원전증기발생기는 유사한 상황이 발생할 경우 전체 노심이 스스로 자동냉각하므로 다른 어떤 에너지원도 필요하지 않다고 한다. 안전성이 한층 개선된 이 증기발생기는 원전의 사용수명도 기존의 40년에서 60년으로 연장시킬 것이다. AP1000 원전증기발생기는 세계 최고의 압력설비 제조기술을 대표하며, 원전의 국산화를 실현하는데 중요한 역할을 하게 될 것이다. 이 제품의 핵심기술은 줄곧 프랑스와 미국 등의 선진국에서만 확보하였지만, 친황도우(秦皇島)중형장비유한공사에서 도입-소화-흡수 과정을 통해 여러개의 기술적 난관을 해결하였다. 왕서우거(王守革) 박사에 의하면, AP1000 원전증기발생기는 중국이 추진한 설비제조프로젝트 가운데서 기술이 복잡하고 난이도가 높은 대표적인 첨단기술설비에 속한다.

중국의 원전 중대전문프로젝트 순조롭게 추진중

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3월 26일 중국과기부에서 입수한 정보에 따르면, 중국의 원전 중대전문프로젝트가 현재 순조롭게 진행중이며, 일부 핵심과제에서는 획기적인 성과를 이룩하였다. 원전 중대전문프로젝트는 가압수형 원자로, 고온가스냉각로와 사용후핵연료 후처리로 구성되었다. 그중 가압수형 원자로 전문프로젝트는 95건의 과제를 포함하고, 119억 2,400만 위안의 재정예산이 책정되었다. 고온가스냉각로 전문프로젝트는 52건의 과제를 포함하고, 30억 위안의 예산이 책정되었다. 사용후핵연료 후처리 전문프로젝트는 전체적인 실시방안이 기본적으로 완성된 상황이다. 국가원전기술유한공사(SNPTC)가 주도하는 가압수형 원자로 전문프로젝트는 AP1000 원전기술을 소화흡수하고 재혁신하여 더욱 큰 출력의 CAP1400 원전기술을 개발해서, 자체 지재권을 가진 시범공정을 추진하는 것을 총 목표로 하였다. 이 프로젝트는 AP1000 원전기술을 토대로 여러건의 핵심기술을 집중적으로 개발함으로써 CAP1400의 개념설계를 완성하였다. CAP1400 원전기술은 안전성과 경제성의 향상을 주요 목표로 해서 패시브기술(passive technology)을 대량 사용하고, 대형 사고의 예방과 완화조치를 보완하였을 뿐만 아니라, 고성능 핵연료집합체, 첨단 노심설계, 모듈화 설계 및 건설기술을 사용함으로써 출력을 AP1000 보다 약 20% 향상시킬 예정이다. 고온가스냉각로 전문프로젝트는 현재 가동중인 10MW급 고온가스실험로를 토대로 고온가스냉각로 원전 건설에 필요한 핵심기술을 집중적으로 개발하는 동시에 20만KW급의 고온가스냉각로 시범원전을 건설해서 독자적인 지재권을 형성하는 것을 전체적인 목표로 하였다. 아울러 헬륨가스터빈을 이용한 직접순환 발전과 고온가스냉각로를 이용한 수소생산 기술을 연구해서 4세대 원전기술 발전기반을 마련한다는 목표도 있다. 이 프로젝트의 주관기관은 칭화(清華)대학 핵연구원, 스도우완(石島灣)원전유한공사, 중허(中核)에너지과기유한공사이다. 고온가스냉각로는 구형 연료소자를 사용하고, 헬륨을 냉각제로 하였으며, 노심의 출구온도는 700~950℃를 유지하였다. 현재 이 전문프로젝트는 과학연구, 설계, 설비, 공정현장 등에서 중요한 진전을 보였다. 표준모델 설계연구, 대형 공정시험을 위한 시험설비의 설계가 끝났으며, 핵심기술에 대한 집중개발을 추진중이다. 대형 헬륨가스공정을 위한 시험설비를 완공하고, 연료소자의 양산을 위한 공법시스템도 단계적 성과를 이룩하였다. 시범공정을 위한 주설비의 발주를 마쳤고(자국산 설비), NI(nuclear island)설비는 콘크리트를 주입할 수 있는 조건을 갖추었다. 사용후핵연료 후처리를 위한 전문프로젝트는「중국 위주의 대외 협력」을 통해 핵심기술을 개발하고, 상용 원전의 사용후핵연료 후처리기술을 전면적으로 확보하는 동시에, 대형 상용 원전 사용후핵연료 후처리 시범공정을 추진해서 밀폐 사이클의 연료순환을 실현하는 것을 총 목표로 하였다.

중국 여덟 번째 북두항법위성 발사로, 북두위성항법시스템 구축

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4월 10일 4시 47분, 중국은 서창위성발사센터(西昌衛星發射中心)에서 여덟 번째 북두항법위성을 ‘장정3호갑(長征三號甲)’운반로켓에 탑재하여 지정궤도에 쏘아 올렸다. 이는 북두위성중 최초로 지구정지궤도와 경사지게 도는 위성이다. 이번의 발사는 ‘12차5개년계획’ 시작연도인 2011년에 수행한 첫 번째 우주발사이기도 하다. 이번 북두위성의 발사성공은 지역 북두위성항법시스템을 기본적으로 구축하여, 중국의 독자적 위성항법시스템 건설이 새로운 발전단계에 들어섰음을 상징한다. 이 위성은 2010년에 발사한 5개의 항법위성과 공동으로 ‘3+3’기본시스템(즉 3개의 GEO위성 + 3개의 IGSO 위성)을 구축하여 온라인 검증과 시스템 조율을 거친 후 중국 대부분 지역에 초보적인 서비스를 제공할 것이다. 2012년까지 중국은 여러 개의 항법위성을 추가로 쏘아 올려 아시아태평양지역을 커버하는 북두항법시스템 구축을 마칠 예정이며, 시스템의 구축으로 지도, 어업, 교통운송, 기상, 통신, 수리 등의 산업 수요와 다양한 사용자의 응용수요를 충족시킬 것이다. 북두위성항법시스템은 ‘품질, 안전, 응용, 효율’의 전반적 수요와 ‘독보, 개방, 호환, 점진’의 발전원칙에 따라 3단계의 발전전략을 추진할 계획이다. 제1단계: 2003년까지 3개의 지구정지궤도위성과 지면시스템으로 시범적 북두항법시스템을 구축. 중국은 미국과 러시아다음으로 세계 세 번째로 자체의 위성항법시스템을 확보한 국가가 되었음. 제2단계: 2012년까지 10여개의 위성으로 아시아태평양지역을 커버하는 지역 북두위성항법시스템 구축. 제3단계: 2020년까지 30여개의 위성으로 지구전체를 커버하는 범지구 북두위성항법시스템 구축. 북두위성항법시스템은 고품질의 위성내비게이션서비스를 제공할 예정이며, 주로 개방식과 권한부여방식의 2가지 종류가 포함된다. 개방식은 일반 사용자에게 위치추적, 속도측정, 타임서비스 등의 무료서비스를 제공하며, 위치추적정밀도는 10m, 속도측정정밀도는 0.2m/s, 타임정밀도는 10ns이다. 권한부여방식은 전문 사용자에게 고정밀도의 위치추적, 속도측정, 타임서비스, 단문메시지, 차별화서비스 등을 유료로 제공한다. 위성제작기관은 중국우주(항천)과기집단공사 산하 중국우주기술연구원(中國空間技術硏究院)이며, 로켓제작기관은 중국운반로켓기술연구원(中國運載火箭技術硏究院)이다. 여덟 번째 항법위성의 발사로 중국경내의 위치추적 정밀도를 20m로 높였고, 위치추적 시간은 50ns로 단축하였다. 이번 발사로 장정시리즈 운반로켓은 137번째 비행을 기록하였다. 중국위성항법시스템관리사무실의 란청치(冉承其)는 북두위성항법시스템의 글로벌 서비스효율을 극대화하고 세계위성항법시스템을 발전시키기 위해 중국은 세계 각국의 위성항법시스템과 협력을 강화하여 내비게이션표준제정, 과학연구, 응용발전, 호환성과 시스템 보존 등에서 다양한 협력을 모색해나갈 것이라고 밝혔다.

중국과기대학 새로운 유기초전도체 발견

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중국과기대학 마이크로스케일물질과학 국가지정실험실의 천시엔후이(陳仙輝)연구팀은 유기초전도연구분야에서 획기적인 성과를 올려 과학기술계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 알칼리금속 칼륨과 루비듐을 도핑한 안트라센(C14H10)에서 온도가 5K(약 -268℃)로 낮아질 때 초전도성 현상이 나타난다는 것을 발견하였다. 관련 논문은 최신호「Nature Communications」에 실렸다. 초전도체는 임계온도보다 낮아지면 저항이 제로로 되며 완전한 항자기성을 나타내기에 초전도발전, 전력수송과 에너지저장, 자기부상열차 및 핵융합반응로 등에서 광범위한 응용가치를 지닌다. 유기초전도체는 탄수화합물을 함유한 초전도체로서 복잡한 분자와 결정체구조 및 풍부한 물리특성을 지니기에 응집체 물리분야의 인기연구과제로 떠오르고 있다. 현재 유기초전도체는 주로 준1차원 TMTSF염과 준2차원 BEDT-TTF염의 두가지가 있다. 하지만 이러한 유기초전도체는 극저온도하에서만 초전도성을 나타내며 게다가 그중 일부는 고압에서만 초전도성을 나타낸다. 국내외 전문가들은 이 2개 부류의 초전도체에 대한 심층적 연구에 주력해왔으나 지금까지 초전도메커니즘은 밝혀내지 못하였고 전통 BCS초전도이론으로는 해석이 불가능하다. 국가자연과학기금, 과기부 기초연구계획과 중국과학원 혁신과제의 지원을 받아 천시엔후이과제팀은 안트라센(3개의 벤젠고리로 이루어진 방향족 탄화수소)에 알칼리금속 칼륨과 루비듐을 도핑하여 5K 온도에서 초전도성을 나타내었다. 연구팀은 또 1만대기압(kPa)을 가압하면 초전도 전환온도를 20% 높일 수 있음을 발견하였다. 새로이 발견한 초전도체는 가능하게 비상규적 초전도성능을 나타낼 것으로 전망된다. 다환방향족탄화수소류(PAHs)는 수량이 서로 다른 벤젠고리로 구성되었기에 종류가 다양하다. 이번의 발견은 또 새로운 종류의 유기초전도체 가족이 탄생하였음을 의미한다. 초전도체의 새로운 발견은 비상규적 초전도체메커니즘의 연구에 중요한 의의를 지니며 다환방향족탄화수소 초전도체연구의 새로운 영역을 개척하였다.

중국과학원, 나노로봇의 암 표적치료 응용연구 진전

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중국과학원 심양자동화연구소 마이크로나노과제팀은 나노로봇을 이용해 암 표적치료 연구에서 신규 진전을 이룩했다. 중국자연과학 권위 학술간행물 <과학통보> 표지에 이 같은 내용이 보도되었다. 나노로봇은 나노크기 물체에 대해 효율적인 컨트롤을 실현하는 기계전자시스템으로 정의를 내릴 수 있다. 매크로 로봇에 비해 초민감성과 고정밀도의 특징을 지니고 있어 극히 미세한 크기에서 매크로 로봇으로 불가능한 다양한 관측, 특성 해석(characterization), 컨트롤 기능을 수행할 수 있다. 2005년 심양자동화연구소는 중국 최초의 나노로봇시스템을 구축하고, 생명과학과 융합된 첨단과학연구를 전개했다. 로봇학 국가중점실험실 마이크로나노과제팀은 중국인민해방군307병원과 공동으로 나노로봇기술을 활용해 림프종 세포에 대한 체외 연구를 하고, 종양세포 표면항원 밀도의 특성해석과 항체-항원 분자 작용력에 대한 검사측정을 통해 항CD20 단클론항체가 약물내성 차이를 내는 분자메커니즘을 규명하고, 또한 실제 임상치료 효과와의 대조 및 모델링을 통해 임상치료에서 환자 약물내성의 사전 예측을 실현하려 기대했다. <과학통보> 표지 그림은 림프종 세포의 체외검출 3차원 사진, 그리고 나노로봇기술을 이용하여 단일 종양세포 표면에서 검출해낸 항원 밀도와 항체 작용력의 특성해석 그림이다. 검출 샘플이 증가하면서 과제팀이 조만간 약물 치료효과 사전예측 연구목표를 달성하고, 임상 의사를 도와 개체화 약물사용 방안을 획득할 것으로 전망된다. 심양자동화연구소 과제팀은 2009년 설립된 이래 로봇기술과 바이오의약 학제간 연구에서 원천혁신성과를 거두었다. 예를 들면 단세포 활동상황 특성화 기술, 액체 환경 감지 소음억제 기술, 항원 분자 특이성 인식기술, 세포표면 변성방법 등을 개발했다. 이로써 나노로봇의 세포분자생물학 분야 응용을 위한 새로운 루트를 개척했다.

세계 최대 이중구동형 볼분쇄기 시운전에 성공

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최근 세계 최대 이중구동형 기어전동 볼분쇠기가 중신중공기계주식유한공사(中信重工)에서 시운전에 성공하고, 1개월 앞당겨 중국황금그룹공사에 납품되었다. 이번에 납품한 Φ11×5.4m 반자동 분쇄기와 Φ7.9×13.6m 볼분쇄기는 중신중공이 중국황금그룹 우산(乌山) 2기공사 프로젝트를 위해 제조한 것이며, 이 프로젝트는 중국황금그룹공사가 내몽고 후룬베얼(呼伦贝尔)시와 실시한 전략적 협력 중점공정이다. 중신중공과 중국황금그룹공사 간 협력은 2007년 우누거투산(乌努格吐山)프로젝트 1기공사에서 시작했다. 중신중공은 그 중의 핵심장비인 Φ8.8×4.8m 반자동 분쇄기와 Φ6.2×9.5m 오버플로 볼분쇄기를 각각 두 대씩 설계 및 제조하는 임무를 맡았다. 현재 이 4대의 초대형 분쇄기는 내몽고 우누거투산 구리-몰리브덴 광산에서 생산운영에 투입되었다. 반자동 분쇄기와 볼분쇠기의 설계 처리능력은 한 시간당 625톤, 하루당 1만 5,000톤이다. 운행 중인 실제 처리능력은 한 시간당 745톤이고, 하루당 1만 7,800톤으로 계획의 20%를 넘어섰다. 광산용 분쇄기의 설계 및 제조에서 중신중공은 모델 선정, 설계, 생산제조, 조립, 공장 내 시운전, 현장 설치, 납품을 일체화로 사용자를 위해 완전한 솔루션을 제공해줄 수 있는 세계 유일의 기업이다. 중국기계산업연합회 양쉐퉁(杨学桐) 부회장은 중신중공이 연산 200대 이상인 중형 분쇄기 제조능력을 지녔으며, 국내외 사용자를 위해 직경이 8-12.2m인 대형 자동분쇄기와 반자동분쇄기, 그리고 직경이 4-7.9m인 볼분쇄기를 제공할 수 있다고 소개했다. 중신중공이 설계 및 제조한 자체 지재권을 보유한 다양한 광산용 분쇄기는 중국 각지에 널리 판매되었는가하면 호주, 브라질, 러시아를 비롯한 세계 20여 개 국가에 수출되었다.

고성능 리튬이온전지 전극재료 최신 성과

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전자제품, 전기자동차와 에너지분야의 발전에 적응하기 위해서는 보다 높은 에너지밀도, 출력밀도, 순환횟수와 안전성능의 리튬이온전지의 개발이 급선무가 되고 있다. 그중 고용량, 고배율성능과 순환안전성능을 지닌 전극재료의 개발은 핵심이 되었고 또한 연구의 난제가 되었다. 국가자연과학기금위, 과기부와 중국과학원의 지원을 받아 화학연구소 분자나노구조나노기술연구원 중점실험실의 연구원은 삼차원 도전네트워크를 쉽게 형성하는 동축(同軸) ‘나노케이블’구조의 고성능 복합전극재료를 설계 및 제작하였다. 관련 연구논문은 Chem. Mater., 2010, 22, 1908; Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 2014; Adv. Mater., 2011, 23, 4415에 게재되었으며 Energy. Environ. Sci.에도 발표되었다. 연구팀은 고효율의 안정된 고배율 리튬이온전지 전극재료연구(Adv. Mater., 2008, 20, 2878; Adv. Mater., 2008, 20, 1160; Adv. Mater., 2009, 21, 2710; Adv. Mater., 2010, 22, 4591)에 주력해왔다. 최근에는 동축 ‘나노케이블’구조의 전극재료를 개발하여 리튬이온과 전자와의 동시 고효율 전도가 불가능한 문제를 효과적으로 해결하였다. 연구팀은 구조와 형태를 제어할 수 있는 CNT@TiO2 나노케이블을 제작하는데 성공하였고 신기한 ‘협동리튬저장효과’를 발견하였다. 한편으로 CNT코어는 Li의 TiO2쉘에서의 저장을 위해 전자통로를 제공하였으며, 다른 한편으로 CNT에 코팅된 메조포러스 TiO2층은 상대적으로 안정된 표/계면으로서 SEI막 형성을 줄일 수 있기에 Li의 CNT 저장을 위해 고속 이온전송 채널을 제공하였고 CNT자체의 순환성능도 크게 높일 수 있게 되었다. 이러한 ‘협동리튬저장효과’의 발견은 고효량, 고배율, 안정된 전극재료를 개발하기 위해 새로운 구상(Chem. Mater., 2010, 22, 1908–1914)을 제공하였다. 논문이 온라인에 발표된 후 영국왕립화학회의 Chemistry World (March 2010, P26)에 의해 연구 하이라이트로 선정되어 보도되었다. ‘나노케이블’을 이용해 ‘3차원 도전네트워크’구조의 전극재료를 제조하는 과정에 연구팀은 나노와이어 콜렉터에 Cu를 임베디드하는 방식으로 실현할 수 있음을 발견하였다.(Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 20142020) 그밖에 연구팀은 독일의 연구자와 함께 표/계면이 안정된 동축 ‘나노케이블’구조의 고용량 Si기질 음극재료를 설계하였는데, Cu 콜렉터에 직접 Cu@Si@Al2O3 복합구조의 나노케이블 어레이를 생장시키는데 성공하였다. 연구결과, Cu나노와이어의 코어는 고속 전자전송이 가능하며 효과적인 구조상의 지원역할을 하며 Al2O3코팅층은 상대적으로 안정된 표/계면을 지니며 SEI막 형성을 줄일 수 있음을 발견하였다. 복합나노케이블은 리튬이온전지음극재료로서 우수한 순환 안정성과 높은 리튬저장용량을 구현하였다. 연구결과는 최신호 Adv. Mater.(2011, 23, 4415)에 발표되었다. 영국왕립화학회 Energy & Environmental Science 저널의 요청에 응하여 연구원은 종합적인 관점(Perspective)을 저술하여 나노케이블구조의 전극재료가 리튬이온전지에서의 응용 및 미래 발전전망을 체계적으로 소개하였으며 저널의 뒤표지에 실렸다.(Energy. Environ. Sci. 2011, 4, 1634-1642)