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그래핀 넣은 플라스틱 제조 레시피 나왔다

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2015년 03월 30일 18:00 프린트하기

왼쪽부터 김성륜 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원, 윤재륜 서울대 재료공학부 교수, 노예지 KIST 학생 연구원. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공
왼쪽부터 김성륜 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원, 윤재륜 서울대 재료공학부 교수, 노예지 KIST 학생 연구원. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

국내 연구진이 그래핀을 적용한 플라스틱 제조 공정을 새로 개발했다.

 

김성륜 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원팀은 윤재륜 서울대 재료공학부 교수팀과 공동으로 그래핀을 넣어 플라스틱을 만드는 공법을 개발했다고 30일 밝혔다.

 

고분자 복합재료란 간단히 말해 플라스틱에 다른 물질을 첨가한 소재를 말한다. 하지만 그래핀의 경우 재료를 만들 때 그래핀을 재료 전체에 균일하게 분산시키기가 어려웠다. 그래핀이 균일하게 분산되지 않으면 재료에 결함이 생긴다.

 

연구진은 고체 상태에서 가열하면 액체가 되고, 다시 열을 주면 고분자 물질로 변하는 ‘CBT(Cyclic Butylene Terephthalate)’라는 물질에 주목했다. 우선 가루 상태의 CBT와 그래핀 입자를 섞은 뒤 가열해서 CBT를 녹였다. 그러자 그래핀 입자 사이사이에 액체 상태의 CBT가 채워졌다. 그런 뒤 다시 가열하자 그래핀 고분자가 완성됐다.

 

연구진은 고분자 복합소재 속에 그래핀 입자가 골고루 분산돼 있는지 평가하는 방법도 새로 개발했다. 고분자 물질의 단면을 촬영한 뒤 영상처리를 거쳐 그래핀 입자 사이의 평균거리와 편차를 계산하는 방식이다. 이 방식으로 연구진이 만든 그래핀 고분자를 분석한 결과 기존 방식으로 만든 것에 비해 훨씬 고르게 분산됐다는 사실을 확인했다.

 

김 연구원은 “‘그래핀 플라스틱’은 열을 전달하고 전자파를 차단하는 기능까지 갖추고 있다”며 “향후 자동차 내장재나 발광다이오드(LED) 부품 개발 등에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

연구 결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 16일자 게재됐다.

 

그래핀과 CBT 입자를 섞은 뒤 열을 가해주면 그래핀 입자가 고르게 분산된 그래핀 플라스틱을 만들 수 있다. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공
그래핀과 CBT 입자를 섞은 뒤 열을 가해주면 그래핀 입자가 고르게 분산된 그래핀 플라스틱을 만들 수 있다. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

 

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