대면적 롤 전사로 대량생산기술 개발 … 응용제품 상용화 전환점
화학뉴스 2015.06.04
국내 연구진이 그래핀(Graphene) 필름을 대면적 고속으로 전사해 생산할 수 있는 원천기술을 개발했다.
한국기계연구원은 나노역학연구실 김재현 박사팀이 그래핀을 폭 0.5미터의 대면적 롤 전사방식으로 분당 2미터 속도로 전사해 유연한 투명 전도체 필름을 대량 생산하는 기술을 개발했다고 6월4일 밝혔다. 탄소 원자가 6각형 벌집 모양으로 결합해 원자 한층 두께의 평면구조를 이루는 그래핀은 전기전도도, 열전도도, 기계적 강도, 유연성 등이 우수해 디스플레이와 태양전지(EV) 등에 응용 가능성이 큰 것으로 알려졌다. 하지만, 원자 한층 두께인 그래핀은 매우 작은 힘에도 쉽게 파손되기 때문에 넓은 면적의 필름으로 만드는 전사과정에서 파손돼 전기적 특성이 떨어지는 문제가 있다. 연구진은 문제 해결을 위해 나노미터 두께 박막의 파손과정을 평가하는 기술로 그래핀이 손상되는 양상을 규명하고 전사공정에서 그래핀에 전달되는 마찰력, 인장력 등을 정밀 제어하는 기술을 개발했다. 해당기술을 활용해 그래핀을 열박리테이프에 붙이고 온도 차가 있는 롤러쌍 2개를 활용해 그래핀을 유연한 고분자 기판에 전사하는 방식으로 전기적 특성이 우수하면서도 균일성이 높은 대면적 그래핀 유연 필름을 고속 생산하는데 성공했다. 연구진은 기술과 관련한 특허 9건을 미국과 한국에 등록하고 8건의 특허를 추가 출원하고 있으며 그래핀 전사 장비 특허를 롤투롤 장비 전문기업 아이펜에 기술 이전해 상용화를 진행하고 있다. 김재현 박사는 “그래핀은 메탄가스를 사용해 저가에 합성할 수 있지만 그래핀 투명 전도체 필름의 전기적 특성이 일정하지 않아 상용화가 어려웠다”며 “터치패널, 열전달 필름, 전자파 차폐·변조 필름 등 다양한 그래핀 응용제품을 상용화 하는데 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다. <화학저널 2015/06/04> |
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