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꿈의 신소재 그래핀 기술이란!?

by 우기ya 마리우온 2017. 6. 23.

그래핀이란?

그래핀은 흑연의 일종입니다. 육각형구조의 탄소구조가 겹겹히 쌓여있는 것이 흑연이라면, 겹겹히 쌓은 구조를 얇게 띄어낸 것이 그래핀입니다. 이는 탄소가 어떤 겳합형태를 띄느냐에 따라 특성이 달라지는 것에서 유래합니다. 그동안 흑연을 얇게 띄어내는 것이 문제였었는데요. 간단하게 테이프로 물리적으로 띄어냄으로써 그래핀을 추출하는 것이 가능했다고 합니다.

구성형태에 따라 달라지는 탄소의 특성을 이용해 탄소나노튜브 등 다양한 형태들을 제작했었지만, 현재까지 전도성 특성을 띄면서 IT기기에 사용이 유용한 성질을 가진 소재는 그래핀이 유일합니다.


그래핀의 장점

그래핀의 장점은 구리의 1000배에 달하는 높은 전도성, 쉽게 휘어지고 돌아오는 신축성, 철강에 200배에 이르는 기계적 강도 마지막으로 3000만장을 쌓아도 1mm에 불과한 얇은 박막이라는 특성을 지니고 있습니다. 이러한 특성들 덕분에 박막 투명 디스플레이판의 제작이 그래핀을 통해서 가능해졌고, 현재 미세화 기술의 정점에 달한 반도체의 새로운 미래 소재로 주목받고 있습니다.

그래핀의 장점은 얇은 형태에 강한 신축성과 강도를 가지고 있으면서도 전기적 특성을 잃지 않는데 있습니다. 기존의 실리콘 등의 반도체는 모두 전도성을 띄면서 물리적인 한계점이 존재하는 소재였기에 투명 디스플레이등의 제작이 불가능했었습니다. 


그래핀의 한계

그래핀의 한계는 다른 특성이 아닌, 대량생산이 어렵다는데 있습니다. 처음 발견도 힘들었지만 그 방식이 사람이 직접 테이프를 통해 띄어내는 방식을 이용했기 때문에 이러한 물리적 방식은 대량생산에 한계가 있습니다. 화학적 반응을 이용한 방식 등을 이용한 연구들이 이루어지고 있으나 아직 상용화하기에는 무리가 있습니다. 연구의 결과 소량의 형태로 밖에 추출이 불가능했던 그래핀을 대량의 판 형태로 추출하는 것이 가능해지는 단계에 이르렀습니다.


총평

투명 디스플레이, 투명 태양광, 이외에 휘어지는 디스플레이 등등 박막에 유연성을 지닌 신소재는 모두 그래핀이 사용됩니다. 전기적 특성을 지니고 있는 동시에 지니고 있는 높은 휘도와 강성은 그래핀을 매력적이게 만드는 요소입니다. 다만, 한계점에서 언급했듯이, 그래핀은 아직 대량 생산을 하는 기술이 개발되지 않은 상태입니다. 아직은 실험실 단계 수준으로 보입니다. 앞으로의 귀추를 꾸준히 주목할 필요가 있습니다.



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