중앙대 연구팀이 유리에 근접한 수준으로 표면이 매끄러운 산화그래핀 박막필름을 제조했다.
그래핀은 탄소 원자가 육각형 벌집 구조로 결합한 평판형 물질이며 전선 소재인 구리보다 전기가 더 잘 통하고 유연한 특징을 가지고 있다.
중앙대 김태형 융합공학부 교수 연구팀은 세계 최초로 표면 거칠기(RMS)를 1나노미터 미만으로 제어한 초균일 산화그래핀 박막필름(UGTF) 제조에 성공했다.
RMS가 0.52나노미터로 0.3나노미터인 유리에 근접했고 일반적인 산화그래핀 박막필름의 RMS 1-1.5나노미터를 대폭 하회하고 있다.
또 연구팀이 개발한 UGTF는 일반적인 산화그래핀 박막필름처럼 제조과정 및 조건에 따라 5-10나노미터 사이에서 두께를 조절할 수 있다.
연구팀은 산화그래핀 농축 현탁액을 전열 처리해 커피링 효과(액체 방울이 마를 때 입자가 가장자리 쪽에 몰려 쌓이는 현상)가 억제된 필름을 만들었고 기체 농도·전력이 제어된 산소 플라스마(LOLP)를 이용해 산화그래핀 파편을 잘게 쪼개는 방식으로 필름 표면을 균일화했다.
산화그래핀 현탁액은 불규칙한 모양과 크기를 가진 파편으로 존재해 파편을 모아 균일한 두께의 필름을 구성하기 어려운 것으로 평가되고 있다.
산화그래핀은 개발단계에 있는 물질이며 아직 상용화되기 이전이지만 연구팀은 UGTF가 폴더블(Foldable) 기기나 2차전지 분야에 활용 될 것으로 기대하고 있다.
연구 성과는 9월12일 소재 분야 국제 학술지 스몰(Small) 온라인판에 게재됐다. (강윤화 선임기자)