고성능 나노복합소재의 수요가 급증하고 있지만 기존 제조법은 고온 가열이나 복잡한 화학 처리가 필요해 비용이 많이 들고 구조 설계 의유연성이 낮아 상용화에 제약이 있었습니다.

한국지질자원연구원 김병수·최지혁 박사 연구팀이 이런 한계를 넘어 실온에서 다양한 기능성 나노소재를 자유롭게 조합해 고밀도 복합체를 손쉽게 제조할 수 있는 그래핀 산화물 반죽(GOD) 공정 기술을 개발했습니다.

흑연에서 얻은 그래핀 산화물을 점탄성 반죽으로 만든 뒤, 금속 산화물이나 탄소나노튜브 등 다양한 나노소재를 섞어 복합체로 만드는 방식입니다.

이 공정은 모든 과정을 실온에서 수 분 안에 물리적 혼합만으로 완성할 수 있어, 별도의 고온 소결이나 바인더가 필요 없습니다.

또 빵 반죽처럼 유연해 얇은 층, 다층 적층, 3차원 구조까지 자유롭게 성형이 가능합니다.

실험 결과, 이 기술로 제작한 슈퍼커패시터(에너지저장 장치)는 부피당 285 F/cm³의 높은 전기 저장 능력을 보였고, 전자파 차폐 소재는 81.3 dB(전자파 99.9999% 차단 수준)의 우수한 성능을 기록했습니다.

연구팀은 이 기술이 웨어러블 기기, 에너지 저장 장치, 전자파 차폐 등 다양한 산업에 활용될 수 있는 범용 플랫폼이 될 것으로 기대하고 있습니다.

이번 연구 성과는 영국의 왕립화학회에서 발행하는 재료·에너지 분야 국제 학술지 'Journal of Materials Chemistry A'의 표지 논문으로 실렸습니다.

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