국내 연구진이 금속기판에 형성된 그래핀(Graphene)을 원하는 기판으로 직접 전사하는 기술을 개발해 그래핀 상용화의 길을 열었다.
고려대학교 기계공학과 한창수 교수팀은 한국과학기술원(KAIST), 한국기계연구원과 공동으로 진행한 연구에서 별도의 처리 없이 그래핀을 원하는 기판에 전사하는 기술을 개발했다.
연구팀의 개발기술을 사용해 전사된 그래핀은 손상이 거의 없고 금속판도 재사용할 수 있는 것으로 알려졌다.
시간과 비용이 적게 들어 그래핀을 기반으로 하는 기술 실용화에 새로운 길을 열었다는 평가를 받고 있다.
그래핀을 이용한 실용제품을 만들기 위해서는 수 cm이상 크기의 고품질 그래핀을 화학기상 증착법을 이용해 합성하고 원하는 기판 위에 전사하는 기술이 필요하다.
기존의 전사방법은 원자 1개 층으로 이루어진 매우 얇은 그래핀이 뭉치면서 접혀지거나 찢어지지 않도록 얇은 폴리머층을 입히고 금속판을 녹여낸 후에 다시 기판에 옮긴 후 얇은 폴리머층을 제거하는 방식이었다.
기존 방식은 시간과 비용이 많이 투입되고 그래핀을 분리하는 과정에서 발생한 불순물이나 그래핀 손상으로 응용제품의 성능이 저하돼 상용화에 어려움이 있었다.
연구팀은 금속판 위의 그래핀에 열, 전기장, 기계적 압력을 이용해 강하게 부착하고 그래핀과 기판의 접착력을 금속판보다 높게 만든 후 기계적으로 뜯어내는 단순한 방법으로 그래핀을 원하는 기판에 전사했다.
한창수 교수는 “전사 기술은 그래핀 상용화 및 응용제품 제작을 위해 반드시 극복해야할 과제”라며 “개발한 전사기술을 바탕으로 그래핀 응용제품 뿐만 아니라 새로운 2차원 나노소재의 전사에도 기여할 수 있을 것”이라고 강조했다.
연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌 프론티어 사업의 지원으로 수행됐으며 연구결과는 재료과학분야의 세계적 학술지 Advanced Materials 7월17일자 최신호에 게재됐다.