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그래핀 한 번에 코팅하는 법

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2014년 06월 10일 17:05 프린트하기

 

윤석구 고려대 공과대학 기계공학부 교수 - 고려대 공과대학 제공
윤석구 고려대 공과대학 기계공학부 교수 - 고려대 공과대학 제공

  2차원 탄소결정구조인 그래핀은 전자 이동 속도가 실리콘 반도체보다 10배 이상 빠르고 다양한 전기적․열적 특징을 갖고 있어 ‘꿈의 소재로’로 불린다.

 

  하지만 이 그래핀을 최근 각광 받는 웨어러블 기기나 휘어지는 디스플레이에 적용하기는 어려웠다. 자유롭게 휘었다, 폈다 할 수 있는 유연기판에 그래핀을 코팅하기 위해선 열처리가 필수적인데, 기존의 열처리 방법으로는 기판이 녹아버리는 문제가 있었기 때문이다.


  윤석구 고려대 기계공학과 교수팀과 미국 일리노이주립대 공동연구팀은 초음속 그래핀 스프레이를 사용하는 방법으로 해결책으로 제시했다. 유연기판 위로 음속을 능가하는 매우 빠른 속도로 그래핀 입자를 분사하는 것. 연구결과는 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼스' 5월 26일 온라인판에 실렸다. 김도연 고려대 기계공학부 연구원이 제1저자로 참여했다.

 

  그 결과 유연기판 위로 열처리나 다른 후처리 공정 없이도 그래핀 코팅이 이뤄졌다. 그래핀 입자가 강력한 운동에너지와 함께 기판에 충돌할 때 여러 방향으로 늘어나면서 그래핀 입자의 격자구조가 저절로 재구성됐다. 그래핀 구조의 결함 역시 이 과정에서 자연스럽게 치유되는 것으로 나타났다.

 

  윤 교수는 “한 번에 그래핀을 유연기판 위에 코팅할 수 있게 됐다”며 “그래핀이 휘어지는 디스플레이, 웨어러블 기기 등에 활발히 응용되길 기대한다”고 말했다.

 

 

초음속으로 그래핀 입자를 표면에 발사하면 운동에너지 때문에 그래핀이 여러방향으로 펼쳐지며 격자구조가 재생된다. - 고려대 기계공학부 제공
초음속으로 그래핀 입자를 표면에 발사하면 운동에너지 때문에 그래핀이 여러방향으로 펼쳐지며 격자구조가 재생된다. - 고려대 기계공학부 제공

이우상 기자

idol@donga.com

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