실리콘의 능력이 한계에 도달했다?

최근 그래핀에 대한 연구가 산·학계를 중심으로 활발하게 진행되고 있는데요~

그래핀은 ‘꿈의 나노물질’이라 불리우며 현재 디스플레이, 반도체 등에 사용 가능한 차세대 신소재로 평가받고 있습니다.

2010년에는 안드레 가임(Andre Geim) 교수와 콘스탄틴 노보셀로프 (Konstantin Novoselov) 교수가 “2차원 물질 그래핀에 대한 창시적 실험”으로 노벨 물리학상을 수상하기도 했습니다.

참 대단하네요!!!

그럼 이제 그래핀의 세계로 들어가 볼까요?

많은 질문 중에 몇가지를 골라보면~

첫째! 그래핀(Graphene)은 흑연인가요?

그래핀(Graphene)은 연필심 등에 사용되며 우리에게 아주 친숙하게 다가오는 흑연의 ‘graphite(그래파이트)’과 탄소이중결합을 가진 분자를 뜻하는 접미사‘-ene’를 결합해 만든 용어라고 합니다.

보통 흑연은 탄소를 6각형 벌집 모양으로 층층이 쌓아 수없이 올린 3차원 구조라고 합니다.

<그래핀의 기본 구조>

그래핀은 이 3차원 구조의 흑연을 가장 얇게 한 겹을 분리한 2차원 평면형태를 가지고 있는 물질로 볼 수 있습니다. 2차원 소재이다 보니 안정하겠죠?

둘째! 그래핀은 어떻게 생겼나요?

또 가장 얇게 분리하다보니 두께는 0.35nm(1nm은 10억 분의 1m) 즉 1000억 분의 35m 정도로 엄청나게 얇으면서, 강도도 크고 뜨거운 열에 대한 안정성도 높아 물리·화학적 안정성도 높다고 학계에서 널리 알려져 있습니다.

50억장을 층층이 쌓아야 겨우 성인 키높이 (175cm)가 될 수 있다니.. 그럼 도대체 얼마동안 쌓아야 되는 거죠? ㅎㅎㅎ

셋째! 그래핀이 왜 그렇게 중요해요?

강철보다 강하다고 하면 이해가 빠르시죠? 그래핀에 대해 현재 알려진 바로는 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 강철보다 200배 이상 강하며 열전도도는 다이아몬드보다 2배 이상 우수하다고 합니다.

<그래핀의 기본구조>

중요한 것은 탄성이 우수해 늘리거나 구부려도 전기적 특성을 잃지 않는다고 하니 향후 빠른 응답속도가 필요한 실리콘 기반의 반도체나 디스플레이 ITO(Indium Thin Oxide) 기반의 투명 전극을 대체할 후보로 급상승 중입니다.

이 정도면 디스플레이, 반도체 분야 등에 사용될 수 있는 꿈의 소재가 아닐까 생각합니다.^^

넷째! 어디에 사용되죠?

<그래핀으로 제작된 저항막 방식 터치스크린>

그래핀은 현재 반도체 채널 뿐 아니라 디스플레이 투명 전극에 사용될 수 있다고 합니다.

그래핀을 디스플레이에 적용할 경우 기존의 ITO(Indium Thin Oxide) 보다 탄성계수는 5배 정도 크고, 광투과도는 90% 이상이며, 전자이동도는 200배 이상 우수하다고 하네요.

그 결과 플렉서블 디스플레이 소재로 사용되는 플라스틱 기판 위에 형성 가능해 유연하고 투명한 전극 재료로서 아주 적합한 물질로 부각되고 있답니다^^

이런 첨단 소재가 있었다니 ㅎㅎ

그래핀과 디스플레이에 현재 사용되고 있는 ITO는 특성이 이렇게 다르답니다^^

블로그를 포스팅하는데 참고한 문헌들입니다

감사합니다^^