Graphene: 높은 전기전도성과 뛰어난 기계적 강도를 가진 미래재료!

blog 2025-01-07 0Browse 0

그래핀, 이 매력적인 재료는 탄소 원자들이 육각형 격자 구조로 쌓여 형성된 단원자층으로 구성됩니다. 마치 벌집처럼 정교하게 연결된 이 원자들은 그래핀에게 놀라운 특성을 부여합니다. 2004년 안드레이 게임과 콘스탄틴 노보세료프 두 과학자에 의해 처음 합성되었던 그래핀은 이후 물리, 화학, 재료 과학 분야에서 큰 관심을 받아왔습니다.

그래핀의 강점은 단순히 “강하다"라는 단어로 표현하기에는 부족합니다. 실제로 그래핀은 강철보다 약 200배나 강하며, 동시에 매우 가벼운 편입니다. 이는 그래핀이 고성능 복합재료의 구성 요소로 사용될 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 항공기 부품이나 자동차 차체에 그래핀을 첨가하면 무게를 줄이는 동시에 강도를 높여 연비 개선과 안전성 향상에 기여할 수 있습니다.

그래핀의 놀라운 특징은 전기 전도성에도 나타납니다. 그래핀은 전기를 매우 빠르게 이동시킬 수 있는 재료입니다. 이는 그래핀을 태양전지, LED 디스플레이, 슈퍼캐패시터와 같은 전자 기기에 적용하여 성능 향상 및 에너지 효율성 증대에 활용할 수 있음을 의미합니다.

하지만 그래핀의 생산 과정은 여전히 많은 과제를 남겨두고 있습니다. 현재 대량생산 가능한 그래핀 제조 방법은 아직 확립되지 않았습니다. 또한, 그래핀을 다른 재료와 결합시켜 원하는 특성을 나타낼 수 있도록 하는 기술 개발 또한 중요한 과제입니다.

그래핀의 생산 방식: 다양한 접근법

방식	설명	장점	단점
미케이션 기법	흑연을 박리하여 그래핀을 얻는 방법	비교적 저렴하고 간단	그래핀의 크기가 제한적이며, 불순물 제거가 어려움
화학적 증착법	금속 표면에 그래핀을 성장시키는 방법	대면적 생산 가능	고온 환경이 필요하며, 결정성이 떨어질 수 있음
전기 화학적 박리법	전류를 이용하여 흑연에서 그래핀을 분리하는 방법	높은 순도의 그래핀을 얻을 수 있음	장비 비용이 높고, 에너지 소비량이 많음