그동안 난제로 남아있었던 다층 그래핀의 층수를 쉽고 간편하게 측정·평가할 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다. 그래핀 소재의 특성 연구방법론도 국내 연구진에 의해 개발되면서 상용화에 대한 기대감이 높아지고 있다.
한국세라믹기술원과 창성은 최근 엑스선 회절법(XRD)을 이용해 다층 그래핀의 층 개수를 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.
그래핀 소재는 흑연을 원료로 한 벌집 구조를 이루는 물질을 일컫는다. 화학적 안전성과 전기·열 전도성이 뛰어나고, 강철보다 200배 이상 강하지만 신축성이 좋아 ‘꿈의 소재’로 불린다. 그래핀은 일반 소재와 달리 층 개수에 따라 물성이 달라지는 특성이 있다. 이번에 국내 연구진에 의해 개발된 측정 기술은 그래핀의 면적과 양에 상관없이 절대 층수를 측정할 수 있다. 기존 라만법, 전자현미경법 등은 극히 작은 마이크로 영역대만 분석할 수 있었기 때문에 현재 국내에서 양산하고 있는 박막 그래핀이나 분말형 그래핀에 적용하는 데 한계가 따랐다. 특히 나노전문가들도 관련 데이터를 얻는데 오랜 시간이 걸릴 정도로 어려웠다.
허승헌 한국세라믹기술원 박사와 창성 연구진의 주도로 개발된 이번 기술은 1×1㎝ 이상의 대면적과 그래핀 분말개수 105개(1㎎) 이상에서도 XRD법을 이용해 누구나 간단하게 측정할 수 있다. 이미 관련 내용은 세계적 학술지 ‘카본 저널’ 온라인판에 지난 7월 22일자로 게재됐다.
박성용 창성 이사는 “그래핀 잉크 등을 개발하기 위해선 그래핀 필러의 정확한 평가가 반드시 요구된다”며 “이번에 개발된 기술을 바탕으로 그동안 그래핀의 상용화에 걸림돌이 됐던 그래핀 소재의 분류와 표준화가 획기적으로 진전될 수 있을 것”이라고 말했다.
그래핀 분말 소재 전문업체인 크레진(대표 김경웅)은 그래핀 층수별 소재들을 특화시켜 상용화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
한편 이번 기술은 한국산업기술평가관리원(KEIT)의 ‘그래핀 부품소재 기술개발사업’으로 진행된 것으로, 주관기관인 창성을 비롯해 한국세라믹기술원·철원플라즈마산업기술연구원·한양대·서울대·크레진 등의 연구진과 수요기업 BH플렉스가 참여했다.
성현희기자 sunghh@etnews.com
