꿈의 나노물질, 엠보싱 그래핀 등장

기존 그래핀보다 높은 반응성 확인
레이저 위치, 빛 강도 따라 온도 제어

엠보싱 그래핀의 형성과정 모습. (사진=기초과학연구원)

그래핀이 '엠보싱' 형태로 다시 태어났다.

기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 다차원 탄소재료 연구단 로드니 루오프 단장(UNIST 특훈교수) 연구팀이 엠보싱 형태의 그래핀 제작에 성공했다. 이를 통해 엠보싱 그래핀이 기존 평면 그래핀보다 높은 화학적 반응성을 가지고 있음을 확인했으며 특정 부위의 온도 변화를 통해 선택적 반응을 유도할 수 있게 됐다.

연구팀은 기판 위에 그래핀을 올린 후 가열, 기판표면의 불순물 분자들을 그래핀 안에 갇히도록 해 연구에 적합한 크기와 높이를 가지는 엠보싱 그래핀을 탄생시켰다. 그래핀의 평면 격자 구조를 변형하면 탄소원자의 반응성이 달라져 새로운 물성이 발현될 수 있다는 가능성이 있었지만 복잡한 공정으로 인한 그래핀 손상으로 그동안 연구가 쉽지 않았었다.

엠보싱 그래핀 개발로 연구팀은 그래핀 고유의 특성인 열 전도성을 확인할 수 있었다. 또한 라만 분광법의 단일 파장 레이저 조사가 엠보싱 그래핀의 온도를 상승시킴을 착안해 엠보싱 그래핀의 온도 제어법 역시 알아냈다. 레이저 조사의 위치와 빛의 강도에 따라 온도를 자유자재로 제어할 수 있게 된 것이다.

앞으로 엠보싱 그래핀은 내부의 화학 반응을 통한 초소형 반응기나 특정 분자만을 걸러낼 수 있는 분자체로의 사용이 기대되고 있다.

연구를 이끈 루오프 단장은 "엠보싱 그래핀의 물리적 성질을 더 이해한다면, 더욱 다양한 응용처를 찾을 수 있을 것"이라고 말했다.

그래핀은 연필심에 사용되어 우리에게 익숙한 흑연의 한 층으로 두께는 약 0.2 나노미터에 불과하지만, 기계적 강도가 강철의 200배로 잘 부러지지 않고 유연한 것이 특징이다.
유지은 기자 yooje8@