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KIST, 그래핀 복합소재 상용화 박차


비용매 공정 개발 성공

[양태훈기자] 한국과학기술연구원(원장 이병권, KIST)이 그래핀 입자를 더 균일하게 용매 없이 분산할 수 있는 '비용매 공정 개발'에 성공했다.

30일 KIST 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 김성륜 박사팀은 서울대 재료공학북 윤재륜 교수팀과 함께 그래핀에 용매를 사용하지 않고 균일한 분산이 가능한 고분자 복합소재 제조 공정을 개발했다고 발표했다.

그래핀이란 탄소 원자로 만들어진 2차원 물질로 벌집 모양의 구조를 가지고 있으며, 3차원으로 쌓으면 흑연이 되고, 1차원으로 말면 탄소나노튜브가 되는 물질을 말한다.

기존 실리콘 대비 100배 이상의 전자이동도를 갖췄고, 기계적 강도 및 신축성이 뛰어나 전자기기 부품, 에너지 저장 매체, 유기 태양전지 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 신소재다.

그래핀 고분자 복합소재의 성능을 확보하기 위해서는 그래핀 입자를 균일하게 분산시키는 것이 중요하지만 그동안 용액공정을 통해 균일하게 그래핀 입자를 분산시키는 데에는 그래핀 입자의 재응집에 필요한 비용과 시간이 발생해 어려움이 있었다.

KIST 연구팀이 성공한 비용매 공정 개발 기술은 열을 가하면 중합반응이 진행, 고분자가 되는 고리형 수중합체의 일종인 CBT(Cyclic Butylene Terephthalate) 입자를 그래핀 입자와 섞어 열을 가해 그래핀이 균일하게 분산된 고분자 복합소재를 만드는 방식이다.

김성륜 박사는 "그래핀 복합소재는 전자파 차폐소재나 방열소재 등 다양한 분야에 활용될 수 있다"며, "이번에 개발한 복합소재 제조방법은 CBT 뿐만 아니라 폴리아마이드, 나일론-6 등 다른 고분자 소재에도 적용할 수 있어 그래핀 고분자 복합소재 상용화를 앞당길 수 있는 혁신적인 기술"이라고 설명했다.

한편, 이번 연구 결과는 지난 16일자 과학저널 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports)에 게재됐다.

양태훈기자 flame@inews24.com






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