그래핀필름 대면적 고속 전사기술 개발…상용화 앞당겨

기계硏 김재현 박사 "그래핀 응용 제품 상용화에 중요 전환점 될 것"

국내 연구진이 디스플레이와 태양전지 제품 등의 투명전극 소재로 사용할 수 있는 그래핀 필름을 대면적 고속으로 전사해 생산할수 있는 원천기술을 개발했다.

한국기계연구원(원장 임용택)은 4일 나노역학연구실 김재현 박사팀이 그래핀을폭 0.5ｍ의 대면적 롤(roll) 전사 방식으로 분당 2ｍ 속도로 전사, 유연한 투명 전도체 필름을 대량생산하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

탄소 원자가 6각형 벌집 모양으로 결합해 원자 한층 두께의 평면구조를 이루는그래핀은 전기전도도, 열전도도, 기계적 강도, 유연성 등이 우수해 디스플레이와 태양전지 제품 등에 응용 가능성이 매우 크다.

하지만 원자 한층 두께인 그래핀은 매우 작은 힘에도 쉽게 파손되기 때문에 넓은 면적의 필름으로 만드는 전사과정에서 파손돼 전기적 특성이 떨어지는 문제가 있다.

연구진은 이 연구에서 나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 두께 박막의 파손 과정을 평가하는 기술로 그래핀이 손상되는 양상을 규명하고 파손을 줄이기 위해 전사공정에서 그래핀에 전달되는 마찰력, 인장력 등 정밀 제어하는 기술을 개발했다.

연구진은 이 기술을 활용해 그래핀을 열박리테이프에 붙이고 온도 차가 있는 롤러쌍 두 개를 활용해 그래핀을 유연한 고분자 기판에 전사하는 방식으로 전기적 특성이 우수하면서도 균일성이 매우 높은 대면적 그래핀 유연 필름을 고속으로 생산하는 데 성공했다.

연구진은 이 기술과 관련한 특허 9건을 미국과 한국 등에 등록하고 추가로 8건의 특허를 출원 중이며 그래핀 전사 장비 특허를 롤투롤 장비 전문기업 ㈜아이펜(www.2ipen.com)에 기술 이전해 상용화를 진행하고 있다.

김재현 박사는 "그래핀은 메탄가스로부터 저렴한 비용으로 합성할 수 있지만 그래핀 투명 전도체 필름의 전기적 특성이 일정하지 않아 상용화에 어려움을 겪어왔다"며 "이번 개발이 터치패널, 열전달 필름, 전자파 차폐·변조 필름 등 다양한 그래핀 응용 제품을 상용화하는 데 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>