'꿈의 신소재'로 불리는 그래핀은 투명 디스플레이와 태양전지, 연료전지 등 활용 분야가 무궁무진하지만,
기기로 옮기는 과정이 쉽지 않아 상용화의 문턱을 넘지 못했습니다.
국내 연구진이 그래핀의 품질을 높이고, 상용화를 이끌 수 있는 새로운 공정을 개발했습니다.
이정우 기자입니다.
[기자]
흑연이 원료인 나노미터 수준의 얇은 막, 그래핀.
실리콘보다 전자 이동속도가 100배 빠르고, 강철보다 강도가 200배 강하며, 다이아몬드보다 열 전도성이 2배 높아 미래 신소재로 주목받고 있습니다.
최근 대량생산과 고품질화 연구가 이뤄지고 있지만, 아직 상용화 문턱을 넘지 못하고 있습니다.
너무 얇아 이동이 어렵기 때문입니다.
국내 연구진이 그래핀 상용화를 앞당길 수 있는 새 공정 기술을 개발했습니다.
현재는 그래핀을 고분자 필름에 붙여서 이동하는데 떼어낼 때 주름과 불순물이 많이 생겼습니다.
고분자 필름 대신 양초의 주성분인 파라핀을 사용했더니 주름과 불순물이 크게 준 것을 확인했습니다.
파라핀이 온도 변화에 따라 고체나 액체로 변하는 현상을 이동 공정에 활용한 겁니다.
[허윤지 / 한국화학연구원 탄소산업선도연구단 : 파라핀의 열에 따른 가역적인 상변화를 이용하였습니다. 이러한 부분, 파라핀을 사용하였더니 주름과 불순물을 제거하기가 아주 쉬웠습니다.]
기존 고분자 필름을 이용한 그래핀과 비교할 때 저항 균일도는 5.6배, 전자 이동속도는 4.5배 좋아졌다는 설명입니다.
그동안 그래핀 상용화에 걸림돌이었던 제조 공정의 구조적 안정성과 그래픽 고유 특성유지 문제를 한꺼번에 해결한 겁니다.
[홍진용 / 한국화학연구원 탄소산업선도연구단 : 그래핀의 전사가 필요한 모든 부분, 예를 들어 태양전지, 웨어러블 디바이스, 투명 전극 같은 부분에 있어서 그래핀을 보다 안정적으로 도입할 수 있을 거라고 생각합니다.]
미국 MIT 징콩 교수팀이 함께 참여한 이번 연구성과는 네이처 자매지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 실렸습니다.
YTN 이정우[leejwoo@ytn.co.kr]입니다.
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