[스크랩] 신소재, 그래핀의 시대가 오는가?

 

현재 가장 촉망되는 신소재 중 그래핀(Graphene)이 단연 돋보인다. 지난 몇달간 삼성전자와 삼성테크윈의 주가를 들썩이게 만든 신소재다. 소재가 발견된지 겨우 6년 정도밖에 지나지 않았는데, 벌써 응용기술 분야가 다양하게 연구되고 있고 조만간 상용화도 진행될 것으로 보인다.

 

무엇보다 그래핀은 이동성과 휴대성이 강조되고 있는 트렌드 방향에 결정적인 역할을 할 가능성이 높다는 점에서 주목할만하다. 지금까지 디지털 디바이스들의 이동성과 휴대성 지원은 결국 모니터의 크기라는 한계를 배경으로 진행되어 왔는데, 그래핀 소재가 상용화되면 접거나 말아서 가지고 다닐 수 있기 때문에 지금까지의 한계를 훌쩍 뛰어넘게 될 것이다. 이것은 현재로서는 예측하기도 힘든 혁신적인 변화를 이끌 가능성이 높다.

 

 (사진 1_ 그래핀의 성질을 이용하면 SF 영화의 한 장면이 된다)

 

한편 최신 뉴스를 보면 미국 라이스 대학과 테크니온 이스라엘 기술연구소 연구진들은 그동안 장벽이 되어왔던 그래핀 양산 문제에 한걸음 더 나아갔다고 한다.

그래핀은 연필심의 재료인 흑연(graphite)으로 만든다. 이 흑연을 얇게, 아주 얇게 한꺼풀 벗겨낸 것인 그래핀이다. 그런데 이 얇게라는 것이 원자 크기 수준의 두께를 의미한다. 따라서 투명하고 구부러져도 이상없고, 흑연이 원래 탄소 구성물이기 때문에 탄소나노튜브처럼 전기 전도성이 좋고 강하다. 실리콘보다 100배 이상 전기를 잘 통하고 강철보다 단단하다. 말 그대로 꿈의 신소재다. 그런데 미국과 이스라엘 연구진은 이 신소재를 화학산업에서 오랫동안 사용해온 대용량 유체 처리기술(bulk fluid-processing techniques)을 이용해 생산할 수 있다고 발표했다.

연구진의 발표에 따르면 이들은 일반적으로 사용되는 클로로술폰산에 흑연을 용해하여 여기서 자발적으로 분리된 그래핀 층들을 이용해 박막을 만들어낸다. 기존에 쓰이던 방법에 비해 대략 10배 정도 더 농축된 용액을 만들기 때문에 대량생산이 가능하고 현재 스마트폰에 사용되는 것보다 훨씬 저렴한 터치스크린을 만들어낼 수 있다고 한다. 또한 액체 결정도 만들어냈는데, 이는 이 방법을 통해 섬유도 생산 가능하다는 것을 의미한다. 실제 생산에 들어가는데까지는 물론 시간이 걸릴 테지만 이로써 그래핀 활용에 또 한걸음 나아갔다는 것을 알 수 있다.

(사진 2_ 탄소가 평면적으로 연결된 얇은 막이 그래핀이다)

국내 삼성전자와 성균관대 연구팀은 그래핀을 이용해 플렉서블 나노전력발전소자를 개발했다고 발표한 바 있다. 이 소자는 누른다거나 휜다거나 하는 진동을 바탕으로 전력을 발전시킬 수 있는데 고전력이 필요하지 않은 모바일 기기의 동작에 큰 활용도를 보일 것으로 예측된다. 예컨대 웨어러블 컴퓨터(입는 컴퓨터)를 작동시키는데 이 소자를 쓸 수 있다. 또 다른 연구팀은 30인치짜리 그래핀 대화면을 제작했다고 보고하기도 했다.

 

지난 역사에서 전개된 신소재 도입과 발전의 양상을 보면 초기에는 그 소재와 관련해 알려진 신기한 면이 가장 크게 부각된다. 하지만 시간이 지날수록 다양한 용도들이 알려지고 개발되면서 초기의 기술 중심적 시야에서 벗어나 산업이나 소비자의 유용성 측면에서 확산되면서 본격적인 성장의 시기를 맞이한다. 그렇게 보면 그래핀의 발전은 아직까지도 예측가능한 면보다 예측이 힘든 요소를 더 많이 포함하고 있다고 볼 수 있다.

(사진 3_ 그래핀으로 모니터를 만든다면?)

따라서 그래핀에 대한 관심을 지금부터라도 가지고 유심히 지켜볼 필요가 있다. 원천 기술에 대한 접근까지는 어렵더라도, 그래핀을 활용하는 다양한 응용기술분야는 누구에게나 기회가 열려있기 때문이다. 이동과 휴대라는 라이프스타일 변화가 지속되는데 촉매제가 될 것이 분명한 이 새로운 신소재에 더 많은 관심을 집중할 때인 것이다.

 

think more...
응용기술이나 상품 개발에 남다른 창의력과 추진력을 가지기로 유명한 것이 한국의 기업들, 그리고 한국인이다. 하지만 새로운 문 자체를 연 경험은 거의 없다. 그래핀 역시 마찬가지다. 그래핀을 발견한 것은 이제 30대 중반인 영국 맨체스터 대학교의 젊은 교수 코스타 노보셀로프다.
맨체스터 대학교 과학 실험실의 전통은 연구시간의 10%를 엉뚱하고 기발한 실험에 쓰는 것이었다고 한다. 이를테면 개구리를 공중부양 시켜본다던가 개코도마뱀 발바닥을 흉내 낸 테이프를 만든다던가 하는 것이다. 코스타 노보셀로프도 이런 실험을 즐겨했는데, 한번은 세상에서 가장 얇은 막 만들기에 도전하다 흑연에 스카치테이프를 붙였다 떼어내는 간단한 방법으로 그래핀을 얻을 수 잇다는 것을 발견한 것이다. 이를 발판으로 그가 2004년에 ‘사이언스’지에 낸 그래핀 제조방법은 세계적 관심을 받았고 이듬해 ‘네이처’에 낸 논문은 수많은 학자들이 인용하는 기록을 작성했다.
이제는 한국에서도 응용 이상의 새로운 문을 여는 기술이 나올 때도 되지 않았는가.

제공 | 한국트렌드연구소 소장 김경훈 (trend@whatsnewtrend.com)

 

    

출처 : 아이디어로 여는 세상

글쓴이 : 아여세 원글보기

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