그래핀(Graphene)은 흑연에서 떼어낸 두께 1원자짜리 탄소 시트로, 강철보다 200배 강하고 전기는 구리보다 더 잘 흐르게 하는 '꿈의 신소재'로 불립니다.

하지만 이 그래핀을 실제 산업 현장에서 원하는 구조로 조합하는 데는 고온 공정과 복잡한 화학 처리가 필요해 상용화의 벽이 높았습니다.

국내 연구진이 이런 한계를 깨뜨렸습니다.

한국지질자원연구원(KIGAM) 김병수·최지혁 박사 연구팀은 '그래핀 산화물 반죽(Graphene Oxide Dough, GOD)'을 이용해 실온에서 다양한 나노소재를 손쉽게 조합할 수 있는 공정을 개발했다고 밝혔습니다.

연구팀은 흑연에서 얻은 그래핀 산화물을 점탄성 반죽처럼 만든 뒤, 금속산화물·탄소나노튜브 등 나노소재를 섞어 고밀도 복합체로 완성했습니다.

이 방식은 빵 반죽처럼 자유롭게 다룰 수 있어 얇은 필름, 다층 적층, 3차원 네트워크 구조까지 성형이 가능합니다.

이 공정으로 제작한 슈퍼커패시터는 부피당 285 F/cm³의 전기 저장 능력을, 전자파 차폐 소재는 81.3 dB(전자파 99.9999% 차단 수준)의 성능을 보였습니다.

무엇보다도 모든 과정이 실온에서 수 분 안에 가능하며, 고온 가열이나 바인더가 필요 없어 에너지 절감 효과도 큽니다.

연구팀은 "이번 기술은 복잡한 결합 공정 없이 그래핀을 원하는 형태로 조합할 수 있는 전환점"이라며 "웨어러블 기기, 에너지 저장장치, 전자파 차폐 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 '자원 기반 나노공정 플랫폼'으로 발전시킬 것"이라고 말했습니다.

이번 성과는 영국 왕립화학회 학술지 Journal of Materials Chemistry A에 게재됐으며, 표지논문(Outside Front Cover)으로 선정돼 국제적으로도 주목받았습니다.

TJB 대전방송