일상생활에서 쉽게 볼 수 있는 연필 안에 우리의 미래를 바꿀 수 있는 소재가 있다는 사실을 알고 계셨나요?
바로 그래핀인데요. 그렇다면 그래핀은 무엇일까요?
연필심을 만드는 흑연은 여러 개의 탄소층이 겹겹이 쌓인 구조인데, 이 하나의 탄소층이 그래핀에 해당합니다. 즉, 그래핀은 탄소로만 이루어진 벌집형 구조의 소재라고 할 수 있습니다. 또한 그래핀은 현존하는 소재 중 가장 얇은 투명한 물질로 여러 연구원이 그래핀 개발에 힘을 쏟고 있습니다.
그래핀은 40-50년 전부터 주목받던 소재였으나 당시 기술로는 층층이 쌓인 흑연에서 그래핀만을 단독으로 분리하는 것이 어려웠습니다. 그러던 2004년 스카치테이프를 이용한 흑연과 그래핀을 분리하는 작업이 최초로 이루어졌습니다. 이렇게 분리된 그래핀은 단독으로 사용이 가능하기에 다양한 분야에서 활용할 수 있어 그래핀에 대한 기대가 컸습니다. 그러나 흑연에서 추출한 그래핀은 머리카락보다 얇은 마이크로미터 단위의 크기라서 실생활에 적용할 수 없었습니다.
하지만 국내 연구진이 계속해서 연구에 매진한 결과 화학적인 방법을 이용하여 그래핀이 크기를 키우고 대량으로 생산할 수 있도록 개발하였습니다. 이 개발에 성공하면서 생산 효율성이 기존에 비해 40배 이상 증가하게 되었습니다.
그렇다면 그래핀이 과연 어떤 장점이 있기에 이러한 개발들이 큰 주목을 받는 것일까요?
1. 화학적으로 안정된 소재
2. 0.3 나노미터에 불과하지만, 강철보다 200배 이상 강한 물질
3. 실리콘보다 100배 우수한 전기전도성
4. 다이아몬드보다 2배 이상 높은 열 전도성
5. 뛰어난 신축성과 유연성
이와 같은 장점을 가진 그래핀은 다양한 분야에서 활용할 수 있습니다.
- 우주 항공 분야와 군용품
- 초고속 반도체
- 고효율 태양전지
- 휘는 디스플레이
- 전자 종이
오늘은 휴비스와 함께 작지만 무한한 가능성을 지닌 그래핀에 대해 알아봤는데요. 다양한 산업에 활용되어 산업의 성장을 책임질 핵심 소재인 만큼 현재도 많은 연구진이 힘쓰고 있습니다. 그래핀 공정 단계에서 발생하는 환경문제에 대한 문제점도 ‘비산화 그래핀’ 기술 개발로 인해 대안을 찾았다고 하니 친환경 산업으로도 비상할 일만 남았습니다. 앞으로 그래핀을 통해 더욱 발전될 미래를 기대해주세요.
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