‘꿈의 신소재’ 탄소나노튜브와 그래핀조립기술 개발

KAIST 김상욱 신소재공학과 교수 연구팀, 분자조립 나노기술 이용 조립…이차전지, 태양전지에 사용

[아시아경제 이영철 기자] 탄소 소재 중 ‘꿈의 신소재’로 불리는 탄소나노튜브나 그래핀을 3차원 형태로 조립하는 원천기술이 카이스트에서 개발됐다.

탄소나노튜브와 그래핀은 탄소원자가 2차원적 평면상에 벌집 모양으로 결합된 화학구조로 돼있다.

이로 인해 다이아몬드보다 강도가 높으면서 잘 굽혀질 수 있고 투명하면서도 전기가 잘 통하는 등 기존의 다른 소재들이 갖지 못한 우수한 특성들을 갖고 있다.

그러나 자연상태에선 이들이 뭉쳐있거나 층층이 쌓여 흑연을 이루고 있어 개별적으로 분리해내기에 어려운 문제점들이 있었다.

KAIST 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀은 분자조립 나노기술을 이용, 그래핀과 탄소나노튜브를 입자단위로 나눈 뒤 새로운 3차원 형태로 조립하는 데 성공했다.

이 과정에서 값싼 천연흑연으로부터 단일층의 그래핀유도체를 매우 높은 순도로 얻는 데도 성공했다.

김상욱 교수는 “이번 연구로 그래핀계 탄소소재가 가진 넓은 표면적, 뛰어난 전기전도성, 기계적 유연성 등의 우수한 물성을 차세대 이차전지나 태양전지, 디스플레이 등에 이용하기 위해 필요한 중요한 기술적 진보를 이뤘다”면서 “이번 논문게재로 연구팀이 탄소소재 연구에서 세계적 선도그룹으로 인정받고 있음을 다시 한번 확인했다”고 말했다.

김 교수는 이번 연구내용으로 이달말 미국 샌프란시스코에서 열리는 국제재료학회(Materials Research Society)에서 초청강연을 할 예정이다.

한편 이번 연구결과는 신소재분야 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 4월22일자에 특집기획 초청논문(Invited Feature Article)으로 발표됐다. 논문이 소개된 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’의 특집초청논문은 세계적 연구그룹의 최신 연구동향을 엄격한 심사를 통해 선별, 초청하는 기획논문이다.

이영철 기자 panpanyz@