한국이 ‘꿈의 신소재’로 각광받고 있는 그래핀 소재 분야에서 세계 선두주자로 두각을 나타내고 있다.
19일 특허청에 따르면 2005년부터 올해 7월까지 그래핀 관련 국내 출원건수는 총 4255건으로 집계됐다. 이는 같은 기간 미국(3559건), 일본(1583건)에 출원된 건수를 크게 웃도는 수치다.
한국 기업과 대학, 연구소의 해외 특허 출원도 활발하다. 그동안 미국에 출원된 그래핀 소재 전체 출원건(3559건) 중 미국(2297건)에 이어 한국(603건)이 가장 많은 기술을 출원했다.
이는 후발 주자 역할을 면치 못하고 있는 다른 소재 분야와 달리 그래핀 분야만큼은 우리나라가 선두 주자로 자리매김하고 있음을 입증하는 결과다.
그래핀은 탄소신소재의 대표주자인 탄소나노튜브가 구조 자체를 변형하기 어려운 것과 달리 손쉽게 구조나 형태를 변형할 수 있어 차세대 디스플레이, 웨어러블 디바이스 등 다양한 분야에서 빠르게 상용화가 추진되고 있다.
이를 반영하듯 최근 9년간 그래핀 구조 및 형태 제어기술과 관련된 국내 출원은 총 1078건에 달한다.
기술 측면에서도 기존 평면 구조에서 기능화 구조, 입체 구조, 점 구조로 다양해지고 있다. 특히 평면 구조 관련 출원은 2011년 이후 증가세가 완화되고 있는 반면에 그래핀의 화학적 특성을 제어하는 기능화 구조 관련 출원은 급성장하고 있는 추세다.
기능화 구조의 그래핀은 다양한 화학적 작용기 코팅으로 그래핀의 화학적 특성을 자유롭게 제어하는 기술로, 전도성 잉크나 자동차 외장재 등에 활용되고 있다.
입체 구조의 그래핀은 기존 평면 구조 그래핀에서 얻을 수 없었던 넓은 내부 표면적을 실현한 것으로, 금속산화물과 그래핀 복합체, 스펀지 구조의 그래핀이 해당된다. 태양전지 전극이나 흡착제로서의 응용 가능성을 주목받고 있다.
천세창 특허청 특허심사 1국장은 “앞으로 본격적인 상용화 경쟁에 대비해 한국이 그래핀 소재 분야에서 세계 최고 수준을 유지하기 위해서는 다양한 구조·형태 자체에 대한 원천 기술뿐만 아니라 제조장비, 새로운 응용방법 및 응용제품 선점까지 고려한 특허 포트폴리오 구축이 필요하다”고 말했다.
대전=신선미기자 smshin@etnews.com
