꿈의 소재 그래핀.. 국내기업 무결점 그래핀 상용화 준비.

'그래핀(Graphene)' 이란?

연필이나 샤프심에 사용되는 흑연은 전자현미경으로 관찰하면 탄소들이 육각형 벌집
모양을 이루고 그 육각형들이 모여 만든 2차원의 평면층이 쌓인 구조를 가지고 있는데요
그래핀은 흑연을 이루는 여러개의 탄소층 가운데 하나를 말합니다.

그래핀은 활용도나 전망을 볼 때 현존하는 가장 뛰어난 소재로 불리고 있는데요 우선 구리보다
100배 이상 전류를 전달할 수 있으며 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 전기를 100배 빠르게
보낼 수 있습니다.

또한 열전도성이 가장 높다는 다이아몬드보다 2배 이상 높으며 두께는 0.2nm로 얇아
투명하면서도 강도는 강철보다 200배 이상 강하고 신축성도 좋다고 합니다.

 

그래핀의 이러한 우수한 특성 때문에 '초고속 반도체', ' 휘어지는 디스플레이', '고효율 태양전지'
'투명 디스플레이', '입는 컴퓨터' 등등에 적용할 수 있어 차세대 소재로 각광받고 있습니다.

만약 우주 정거장까지 가는 엘리베이터를 만든다면 엄청나게 가벼우면서도 엄청나게 단단한
그래핀이 그 소재가 될 것이라고 많은 과학자들이 입을 모아 주장하고 있었습니다.

그래핀이 대단한 이유는 인간이 생각할 수 있는 가장 얇은 물질이면서도 손으로 잡거나
육안으로도 확인할 수 있기 때문인데요..

그러면서도 흑연이라는 구하기 어렵지 않은 물질에서 얻을 수 있으니 사람들은 이것이
인류 역사의 큰 변화를 가져다줄 것으로 기대하고 있습니다.

신의 물질 그래핀

그래핀은 신의 물질이라고 불리고 있는데요.. 그래핀을 이용하면 사람들은 공기 중에서도 연료를
얻을 수 있으며 지구 상의 물 부족 문제는 사라질 수 있다고 하고요.

더 이상 금속은 녹슬지 않을 것이고, 우리가 사용하는 전구는 모두 사라질 것이고,
빛을 내는 벽지를 사용할 수 있습니다.

그래핀 필터 이미지

그래핀 물질로 여과막을 만든다면 물을 통과시키면서 염분을 걸러내고 동시에 정수를 할 수도
있어 바닷물을 마실 수 있는 물로 만들어 물 부족 문제를 사라질 수 있도록 할 수 있습니다.

또 그래핀을 기반으로 문신을 세기면 체내 수분 함량과 피부온도 개인 생체 신호를 추적할
수도 있고, 배터리를 만들면 빠른 충전과 방대한 축전량을 확보할 수 있습니다.

마음대로 휘어지는 스마트폰, 닳지 않는 운동화 , 빛이 나는 벽지, 마모되지 않는 코팅제.. 등등
그래핀은 우리 일상 속에 있는 모든 것들에 변화를 줄 것으로 예상하고 있습니다.

 

생산의 한계

지금까지 수많은 선진국들은 그래핀 개발에 뛰어들었지만 대량생산이 쉽지 않아 가격이
매우 비싸 상용화가 매우 어려운 상황이었는데요

한국 역시 그래핀 연구 개발을 시작해왔고 2020년부터 2021년까지 가장 큰 두각을 나타내며
전 세계 기술을 뛰어넘는 그래핀 생산기술을 선보이고 있습니다.

그래핀 소재

정부출연 연구기관인 한국 화학연구원에서 개발한 신소재 그래핀 제조기술을 국내 중소기업에
이전해 시스템을 구축했고 처음으로 대량생산 계획을 발표했습니다.

기술을 이전받은 엘브스지 켐택의 대표는 "값싼 고품질 그래핀을 대량으로 시장에 공급해 10년간
열리지 않았던 그 패핀 상용화의 문을 조만간 열 수 있을 것"이라고 밝혔습니다.

문제는 소량으로는 가능하지만 완벽한 퀄리티의 그래핀을 대량으로 생산하기는 기술적 한계가
있었던 것이었는데요..

이는 전 세계가 겪고 있는 가장 커다란 어려움이었고 좀처럼 해결되지 않아 그 패핀 상용화가
늦어지고 있었습니다.

대량생산 가능성을 연 대한민국

하지만 2021년 8월 마침내 한국은 세계 최초로 결점이 없는 큰 면적의 무결점 그래핀 생산에
성공했다고 하는데요. 해외 외신들은 "한국이 가장 완벽한 그래핀을 생산해 냈다'며 일제히
보도에 나섰습니다.

그래핀은 종이보다 100만 배 가까이 얇다 보니 사실상 그래핀을 완벽하게 활용하려면 무결점
그래핀을 만들어야 상용화가 가능한 것이었는데요..

한국의 기초과학연구원은 접힘 겹침 결함이 없는 완벽한 단결정 그 패 핀을 대면적으로
제작하는데 세계 최초로 성공했다고 밝혔습니다.

한국의 과학기술은 급속 성장을 해왔고 이미 전 세계를 앞질러 나가고 있는데요.. 이는 한국의
높은 교육 수준과 연구 투자에 아낌없이 돈을 투자하고 있기 때문이라고 합니다.

전문가들은 그래핀 생산기술 선두에 서있는 한국이 세계 최초로 그래핀 상용화에 나설 것으로
분석하고 있는데요..

이를 통해 대한민국의 국가경쟁력이 다시 한번 한 단계 상승하는 또 다른 기회가 되면 좋겠습니다