‘꿈의 신소재’로 불리는 ‘그래핀’은 우리나라가 세계를 리드하고 있는 몇 안 되는 분야 중 하나다.
UNIST(울산과학기술대학교) 그래핀 연구센터(이하 그래핀 센터, 센터장 백종범 친환경에너지공학부 교수)는 전 세계적으로 붐을 이루는 그래핀 관련 연구를 학제간 융합과 국제 네트워크를 토대로 연구한다. 체계적이고 종합적으로 그래핀 연구를 수행한다.
그래핀 센터의 비전은 ‘학제간 공동연구 활성화’ ‘글로벌 리딩 센터’ ‘새로운 응용분야 개척 및 상용화 원천기술 확보’다. 원천 소재로서의 그래핀 연구에서 에너지, 복합재료, 전자소자 등 응용 연구까지 그래핀에 관한 글로벌 종합 연구 거점으로 자리 잡는 것이 센터의 궁극적 목표다.
연구 시점은 다소 늦었지만 그래핀 센터의 연구 인력과 구축 장비, 연구 범위 등은 최고 수준이다.
노벨물리학상 수상자 콘스탄틴 노보셀로프 교수와 김필립 콜롬비아대 교수, 키안 핑 싱가폴 국립대 교수가 명예 소장으로 활동 중이다. 여기에 친환경에너지공학부, 나노바이오화학공학부, 기계신소재공학부 등 화학, 물리, 기계, 계산과학을 전공한 21명의 UNIST 전임 교수가 참여하고 있다.
키안 핑 교수는 올해부터 4개월씩 UNIST에 머물며 공동연구를 진행한다. 그래핀 센터는 지난해 4월 영국 캠브리지 대학교와 글로벌 공동연구 MOU를 교환했다. 올해는 핑 교수가 소속돼 있는 싱가포르 국립대 그래핀연구센터, 그리고 일본 신슈대학교 나노카본연구소와 국제 공동연구 네트워크를 구축한다.
탄소원자 하나까지 관찰 할 수 있는 50억원 대의 아시아에 단 1대밖에 없는 ‘고성능 광학현미경(Advanced TEM)’을 보유하고 있다.
이 같은 연구 인력과 장비를 기반으로 그래핀 센터는 설립 1년 6개월이라는 짧은 기간이지만 다양하고 뛰어난 연구 성과를 거뒀다.
참여 연구진이 발표한 논문들은 네이처 머티리얼즈(Nature Materials), 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications), ACS나노(ACA Nano) 등에 거재됐다.
이중에서 그래핀의 화학적 생산 방법의 단점을 해결한 ‘EFG(Edge Functionalized Graphene) 기술’은 센터의 대표적 연구 성과로 꼽힌다. 이 연구를 담은 논문은 영국 왕립학술지(Chemical Communications)에서 가장 많이 본 논문 10선에 선정됐다.
‘그래핀을 이용한 연료전지 전극 연구에 관한 논문’은 미국 화학회에서 발간하는 ACS나노지에 실려 지난 3년간 가장 많이 인용된 논문 20선으로 뽑혔다. 탄소나노튜브 관련 논문은 2011년 한국연구재단 우수연구성과 50선에, 국가연구개발 우수성과 100선에 포함됐다.
그래핀 센터는 탄소나노 소재의 국가적 연구 동향과 UNIST가 있는 울산 지역의 산업을 고려해 그래핀 대량생산, 복합재료, 에너지용 전극 소재 등 응용연구에도 전력을 기울이고 있다. 고품질 그래핀의 대량생산 기술, 울산 자동차 부품사 및 정밀화학 기업과 공동으로 추진하는 그래핀·고분자 복합재료(기능성 경량소재) 연구 등이 그것이다.
현재 그래핀 층을 여러 개 쌓은 그라파이트 나노플레이트(xGnP)와 고분자 나노복합재료를 개발 중이다. 또 탄소나노섬유(Carbon Nanofiber), 탄소나노혼(Carbon Nanohorn) 및 규칙성 나노다공성탄소(Ordered Mesoporous Carbon) 등 나노구조 탄소 물질의 합성과 응용성에 관한 연구를 진행하고 있다.
올해는 총 사업비 260억원 규모의 그래핀연구센터 연구동 착공에 들어간다.
이밖에 그래핀 국제심포지엄, 국회 토론회 등을 개최하고 있다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
