'그래핀' 실용화 난제 풀었다

접합에너지 이용 친환경 양산기술 개발 KAIST 김택수ㆍ조병진 교수 연구팀

▲그래핀 실용화 난제를 해결한 KAIST 연구팀. 사진 왼쪽부터 신우철 박사과정, 윤태식 석사과정, 김택수ㆍ조병진 교수.

꿈의 신소재인 그래핀을 실용화하기 위한 최대 걸림돌인 그래핀 분리기술을 저렴하면서도 친환경적으로 처리할 수 있는 획기적인 방법이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

KAIST 김택수, 조병진 교수 연구팀이 주도한 이번 연구는 나노과학 분야의 권위 있는 학술지인 'Nano Letters'지 온라인 속보(29일자)로 게재됐다.

지금까지는 화학약품을 이용해 금속을 녹여 제거함으로써 그래핀을 촉매금속으로부터 분리해왔다.

이 방법은 금속을 재활용할 수 없을 뿐만 아니라 생산단가도 높을뿐더러, 금속을 녹이는 과정에서 많은 양의 폐기물이 발생, 환경문제를 일으킬 수 있는 등 그래핀의 양산화에 큰 장벽으로 작용해왔다.

김택수, 조병진 교수팀은 금속 위에서 합성된 그래핀의 접합에너지를 정밀측정한 후 이를 이용하면 그래핀을 금속으로부터 쉽게 분리할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

이 방법을 사용해 기존의 복잡한 그래핀 생산단계를 획기적으로 줄였고 금속기판을 수차례 재활용해 처음과 같은 양질의 그래핀을 합성할 수 있음을 확인하는 등 친환경, 저비용 그래핀 양산기술에 새로운 길을 열었다.

조병진 교수는 “이번 연구는 그래핀과 촉매금속 간의 접합에너지를 정밀 측정하는 데 성공, 그 결합상태를 규명했다는 점에서 학문적 의의가 있을 뿐만 아니라, 이를 실제 그래핀 생산기술에 활용해 지금까지 대면적 그래핀 실용화의 가장 큰 기술적 문제를 해결했다는데 의미가 있다”고 설명했다.

권은남 기자 silver@