이번 세미나에서는 그래핀과 대면적 그래핀, 그래핀 나노플레이트렛 등의 합성법과 각각의 장단점을 알아볼 예정이다. 또 국가적 기술 선점을 위한 문제점 해결 방안 및 특성에 따른 응용 분야를 짚어보고자 한다.
그래핀은 탄소원자의 공유결합으로 형성된 단원자층으로 이루어진 2차원 평면 구조의 탄소 소재다. 실리콘의 100배에 이르는 전하 이동도, 구리의 100배에 이르는 전류밀도와 뛰어난 열전도도 및 내화학성 등이 특징이다. 다양한 화학적 기능화가 가능할 뿐 아니라 유연성과 신축성도 훌륭하다.
이 중 대면적 그래핀은 화학기상증착법(CVD) 등 바닥에서부터 올라가는 합성 방법을 이용해 대면적으로 합성된 고투명성, 높은 전도도 및 고유연성의 특성을 지닌 그래핀 소재다. 주요 응용 분야는 디스플레이용 투명전극, 초고속 반도체 소자, 에너지 전극, 유기전자 소자, 고성능 광전자 소자 및 초고감도 센서 및 전선대체 등이 있다.
그래핀 나노플레이트렛은 흑연의 층 분리 등 위로부터의 합성방법을 이용해 대량 합성된 그래핀 소재다. 저가의 풍부한 흑연 원료를 사용하므로 기타 탄소나노소재보다 비용이 싸고 넓은 표면적을 가져 분산성이 우수하다. 주요 응용 분야는 초경량·고강도 복합소재, 배리어 소재, 2차전지 등이 있다.
백종범 울산과학기술대학교 그래핀연구센터장
