사회/시사/오피니언 칼럼 | Posted by 시사프라임 시사프라임 2017.12.22 17:21

김종태, 오늘의 단상 (斷想) "그래핀”

김종태, 오늘의 단상 (斷想) "그래핀”

- 오늘의 키워드는 "그래핀”입니다.

 

일반적으로 연필의 심은 흑연으로 만드는데 이 흑연이 바로 탄소입니다.


보석의 여왕이라 불리는 다이아몬드 역시 탄소원소로 구성되어 있지요. 


모두 탄소라는 같은 원소로 구성되어 있지만 원소의 배열에 따라 흑연이 되기도 하고 다이아몬드가 되기도 합니다.
이렇게 탄소는 변화무쌍한 소재입니다.

 

그런데 어느날 지구상에 그래핀(graphene)이라는 새로운신소재 용어가 탄생하였습니다.


그래핀은 탄소로부터 파생된 탄소나노 삼형제 중의 하나이지요.


그래핀은 흑연을 뜻하는 그래파이트(Graphite)와 화학에서 탄소 이중결합 형식을 띤 분자를 뜻하는 접미사인 'ene'를 결합해 만든 용어입니다.

 

1985년에 풀러렌(fullerene)이라는 새로운 형태의 탄소 물질이 개발되었으며 1991년에는 탄소나노튜브(CNT:carbon nanotube)가 발견되었고 뒤이어 2004년에는 그래핀이 잇달아 발견되면서 탄소나노 삼형제가 되었지요. 


탄소 원자가 구형으로 뭉치면 풀러렌, 원기둥 모양으로 말리면 탄소나노튜브, 면으로 이를 펼치면 그래핀이 됩니다. 
그러고보니 그래핀은 발견된 것이 10여년 밖에 안된 새로운 신소재군요. 


나노는 아시는 바와 같이 10억분의 1의 크기를 뜻하는 말입니다.

 

나노 삼형제중에서 풀러렌을 발견한 과학자들은 1996년 노벨화학상을 받았고, 그래핀을 발견한 물리학자들은 불과 6년 뒤인 2010년에 노벨물리학상을 수상했을 정도로 대단한 발견으로 보입니다. 

 

영국 맨체스터대학교의 안드레이 가임 교수와 연구원 콘스탄틴 노보셀로프 박사가 흑연에 스카치테이프를 떼었다 붙이는 방법으로 세계 최초로 그래핀을 분리해냈습니다. 


흑연의 한 층을 떼어내면 탄소원자가 육각형으로 연속 결합된 구조가 나타납니다. 


이를 적층하면 강력한 힘을 가지는 그래핀소재로 재탄생하는 것이지요.


그래핀은 실리콘에 비해 100배 이상 전자가 자유로이 이동할 수 있으며 벌집 모양으로 돼있어 충격에도 강합니다.

 

래핀의 강도는 강철보다도 100배 이상 더 강한 것으로 알려져있으며 면적의 20%를 늘려도 끄떡없을 정도로 신축성이 좋습니다. 

구부리거나 늘려도 전기 전도성이 사라지지 않는 특성도 가지고 있습니다.


열전도율도 금속인 구리보다도 10배 이상이며 빛의 98%를 통과시킬 정도로 투명한 구조입니다.

 

따라서 그래핀은 반도체 정보 처리속도를 획기적으로 높일수 있는 소재로 사용할수 있으며, 고성능 태양전지 개발, 유기 반도체 등 다양한 분야에서 활용 가능한 신소재입니다.

 

그래핀을 제조한는 방식도 다양해지고 있군요.

기술 스타트업인 한국탄소기술(대표 황홍섭)은 에틸렌에서그래핀을 대량으로 양산하는 기술을 개발하여 상용화를 추진하고 있습니다.


중국에서는 버려지는 옥수수대를 탄화시켜 식물성 그래핀개발에 성공하였고 이를 액상화함으로써 섬유에 적용하기 시작했습니다.


최근에 현대팜테크(대표 박태준)에서는 이 기술을 국내에 도입하여 전도성이 좋고 항습, 항염기능이 뛰어난 양말, 남녀속옷, 침구, 미세먼지 마스크, 마스크팩 등에 적용하는 상품개발에 박차를 가하고 있습니다.

 

바야흐로 그래핀의 시대가 빠르게 다가오고 있습니다.

 

 

                                                            207.12.22  

                              액셀러레이터 비스마트 투자부문 대표 김종태

김종태, 오늘의 단상 (斷想) "그래핀”