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국내 연구진이 금속기판에 형성된 그래핀(Graphene)을 원하는 기판으로 직접 전사(轉寫)하는 획기적 기술을 개발, 상용화의 길을 앞당겼다.
미래창조과학부는 한창수 고려대 기계공학과 교수팀과 한국과학기술원(KAIST), 한국기계연구원이 공동으로 수행한 연구에서 손상이나 별도 처리없이 그래핀을 원하는 기판에 전사하는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.
그래핀은 탄소 원자 1개 두께로 이뤄진 얇은 막으로 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 강철보다 200배 이상 강한 탄성을 지녀 '꿈의 소재'로 불리며 커브드 디스플레이나 웨어러블 디바이스 등에서 미래 신소재로 주목받고 있다.
통상적으로 그래핀을 이용한 제품을 만들기 위해서는 수센티미터(㎝) 이상 크기의 고품질 그래핀을 화학기상증착법(CVD)을 이용해 합성하고, 이것을 원하는 기판 위에 전사시키는 기술이 필요하다.
기판에 전사하기 위해서는 얇은 그래핀이 뭉치면서 접히거나 찢어지지 않도록 얇은 폴리머층을 입히고 금속판을 녹여내야 하는데 이 과정에서 많은 시간과 비용이 들었고 불순물이 들어가거나 그래핀이 손상되는 경우가 잦아 상용화에 많은 어려움이 있었다.
하지만 연구진은 금속판 위에 있는 그래핀에 열, 전기장, 기계적압력을 이용해 기판을 강하게 부착해 그래핀과 기판의 접착력을 금속판과의 접착력보다 높게 만든 후, 기계적으로 뜯어내는 단순한 방법으로 그래핀을 원하는 기판에 전사했다. 이를 통해 기존의 전사방법에 비해 시간과 비용을 크게 줄였으며 불순물 생성이나 그래핀 손상도 거의 없음을 확인했다.
연구진은 "이번 연구는 그래핀의 상용화 및 다양한 제품에의 응용을 위해 반드시 극복해야할 문제에 대해 하나의 해결책을 제시한 것"이라며 "이를 바탕으로 그래핀 응용제품뿐만 아니라 새로운 2차원 나노소재의 전사에도 기여할 것"이라고 밝혔다.
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