꿈의 물질이라고 불리는 그래핀이 활발하게 연구되고 있지만, 응용이나 상용화에 크게 어려움을 겪고 있다. 그래핀 내의 전기전도성과 전기적 특성을 효율적으로 제어하는 방법이 개발되지 않았고, 대면적 대량 생산이 까다로워 기기설비가 복잡하고 생산 시간이 오래 걸리기 때문이다.
우리대학 조길원(화공) 교수·김해나·김현호 연구원과 한국전기연구원 한중탁 박사 연구팀은 그래핀의 전기적 특성을 산화 그래핀을 이용해 효율적으로 제어할 수 있는 방법을 개발했다.
재료분야 세계적 권위지 <Avanced Materials> 표지논문으로 게재돼 학계의 주목을 모으고 있는 이 연구는 나노미터 두께의 산화 그래핀 조각을 표면에 붙여 전기적 특성을 조절하는 방법이다.
지금까지 그래핀의 전기적 특성을 조절하기 위해 여러 물질이 개발됐지만, 불안정하고 투과도나 표면 거칠기 등 그래핀의 우수한 특성을 오히려 저하시키는 단점이 있었다. 연구팀은 화학구조만 변화시킨 투명한 산화 그래핀을 붙여 그래핀의 전기적 특성을 제어시키는데 성공했다.
한편, 조길원 교수*봉효진 연구원*조새벽 박사 연구팀이 그래핀의 상용화에 직결되는 대면적 대량생산에 관련된 기술을 개발했다. 이는 재료분야 권위지 <Nanoscale> 표지논문으로 실렸다.
연구팀은 촉매로 사용하는 금속 호일을 두루마리로 말아 그래핀 박막을 합성하는 간단한 방법을 고안했다. 이 기술은 촉매의 공간 효율을 크게 증가시켜, 복잡한 설비가 필요하지 않고, 제조 시간과 에너지도 절감할 수 있다.
조 교수는 “그래핀이 가지는 우수한 고유특성은 유지하면서 전도성은 안정적으로 크게 향상시킨 것이며, 전도성 그래핀 박막의 생산효율을 극대화시킴으로써 상용화의 큰 걸림돌 중 하나도 해결했다고 볼 수 있다”라고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어 사업 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단’의 지원으로 수행됐다.