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폐기물 없는 저비용 그래핀 분리기술 개발
김택수·조병진 과기원 교수 연구팀
박윤선기자 sepys@sed.co.kr
사진한국과학기술원의 조병진(오른쪽)·김택수(〃두번째) 교수 등 연구진이 개발한 그래핀 분리기술을 이용하면 저비용으로 그래핀을 생산할 수 있다. /사진제공=한국과학기술원
그래핀을 실용화하기 위한 친환경 분리기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
교육과학기술부는 한국과학기술원의 김택수 교수와 조병진 교수 연구팀이 공정단계의 복잡성을 줄이고 폐기물이 발생하지 않는 저비용 그래핀 분리기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
그래핀은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어낸 탄소나노 물질로 높은 전도성 등으로 응용할 가능성이 매우 높은 꿈의 신소재다.
전자소자(고체 내 전자의 전도를 이용한 전자 부품으로 트랜지스터ㆍ다이오드ㆍ태양전지 등을 통틀어 이르는 말)나 투명전극 등을 만드는 데 쓰이는 그래핀은 촉매금속(구리)에서 기르고 이를 떼어내 사용하게 된다. 지금까지는 길러진 그래핀을 구리에서 떼어낼 때 구리를 용해하는 방법이 사용됐다. 김 교수와 조 교수는 그래핀과 구리 사이의 접착력을 측정해 이보다 더 강한 접착력을 가지는 유기판을 그래핀에 붙여 구리와 분리하는 방법을 개발해냈다.
이로써 그래핀을 길러내는 구리를 재활용할 수 있게 돼 그에 따른 환경비용이 발생하지 않게 된다는 게 연구팀의 설명이다. 또 그동안 구리를 용해해 그래핀을 떼어내는 과정에서 손상이 가는 경우가 더러 있었는데 이 역시 이번 개발로 방지할 수 있게 됐다.
즉 친환경적이면서도 저렴한 그래핀 생산의 원천기술을 개발했다는 점에서 의미가 크다는 게 교과부의 설명이다. 촉매금속 위에서 합성된 넓은 면적의 그래핀은 디스플레이와 태양전지 등에 다각적으로 활용될 수 있다.
또 기계적으로 분리된 그래핀을 다른 기판에 옮기지 않고 곧바로 전자소자(고체 내 전자의 전도를 이용한 전자 부품으로 트랜지스터ㆍ다이오드ㆍ태양 전지 등을 통틀어 이르는 말)를 제작하는 데도 성공했다. 기존의 복잡한 그래핀 생산단계를 획기적으로 줄인 것이다. 아울러 그래핀을 떼어낸 후 그 금속기판을 수 차례 재활용해도 처음과 같은 양질의 그래핀을 합성할 수 있음을 확인했다.
따라서 과학계는 두 교수의 연구가 친환경ㆍ저비용 그래핀 양산기술에 새로운 길을 열었다고 평가하고 있다.
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