옛 자료에서 놓친 2차원 소재 후보 33종…희토류 맥신 11종 새로 합성

스웨덴 린셰핑대 등이 29일 학술지 《사이언스》에 발표한 연구에서 과거 재료 데이터베이스에 묻혀 있던 맥신(MXene) 후보 33종을 찾아냈다. 연구진은 이를 바탕으로 희토류를 포함한 새로운 층상 소재 11종을 합성했지만 저장장치나 정수 설비에서의 성능까지 시험한 결과는 아니다.

이미 만들어진 물질을 다시 찾다

연구진은 재료 데이터베이스의 결정 구조를 기계학습으로 분류하고 옛 문헌의 실험 기록과 대조했다. 논문의 최종 공개판에 따르면 맥신과 구조가 닮은 기존 보고 물질은 56종이며, 그중 33종은 앞서 맥신으로 인식되지 않았던 후보였다. 컴퓨터가 물질 33종을 새로 만들어낸 것은 아니라는 뜻이다.

맥신은 금속과 탄소 또는 질소가 얇은 층을 이루는 소재 계열이다. 이번 연구는 기존 합성 기록에서 소재의 이름과 분류를 다시 검토하고, 그 구조를 다음 합성 실험의 출발점으로 삼았다. 다만 후보로 분류된 모든 물질의 성능이 각각 검증된 것은 아니다.

합성 시간과 실제 활용은 별개의 문제

연구진은 짧은 점화로 반응을 시작한 뒤 외부 열을 지속해서 가하지 않는 자기전파 고온 합성법을 적용했다. 논문은 반응이 수분 안에 끝났다고 설명한다. 이미 알려진 층상 물질을 다시 합성하는 데 그치지 않고 프라세오디뮴·네오디뮴 등 희토류 원소를 포함한 새 조성 11종도 만들었다.

계산 결과에서는 여러 조성이 반도체 성질과 서로 다른 자기 상태를 보일 가능성이 제시됐다. 일부 홀뮴 기반 물질의 반강자성 질서는 실험에서 관찰됐다. 그러나 에너지 저장이나 데이터 저장 장치의 효율을 비교한 시험은 발표되지 않았다. 반응이 빠르다는 사실만으로 공정 전체의 환경 부담이나 대량생산 경제성이 낮아졌다고 단정할 수도 없다.

이번 연구의 논문 최종판은 과거 자료에서 찾은 미인식 후보를 33종으로 집계한다. 8월 공개된 사전 논문은 38종으로 적어 버전 사이에 차이가 있어, 이 기사에는 동료 심사를 거쳐 발표한 최종판 수치를 적용했다.

원문: https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeh5957

기관 발표: https://liu.se/en/news-item/gomda-och-glomda-2d-material-upptacks-med-ai

사전 논문: https://arxiv.org/abs/2608.16644

대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크