울산과기원, 산화 그래핀 용액 농도 제어기술 개발

울산과기원, 산화 그래핀 용액 농도 제어기술 개발
김소연 교수팀, 고분자 첨가해 공정 효율 개선…"소재 활용범위 넓혀"


(울산=연합뉴스) 허광무 기자 = 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 산화 그래핀(Graphene·탄소원자가 육각형으로 결합한 구조의 신소재) 용액을 쉽게 다루는 기술을 개발했다.
김소연 에너지 및 화학공학부 교수팀은 꿀처럼 끈적끈적한 고분자를 첨가해 산화 그래핀 용액을 잘 흐를 수 있도록 만들었다고 3일 밝혔다. 이는 '고농도 산화 그래핀 용액은 흐르지 못한다'는 난제를 푼 연구로 주목받고 있다.
산화 그래핀은 그래핀이 산화한 물질로, 그래핀만큼 좋은 물성을 가질 수 있는 잠재력 있는 재료다.
그래핀을 합성하는 기술은 까다롭지만, 산화 그래핀은 액정 상을 형성하고 물에 분산된 용액 상태로 공정을 진행할 수 있어 손쉽게 대량생산이 가능하다.
그러나 물속에 분산된 산화 그래핀 농도가 계속 증가하면 점도가 급격히 커지면서 유동성을 잃고 진흙같이 변하는데, 이는 공정 효율을 떨어뜨리는 단점으로 꼽혔다.
고농도 산화 그래핀 용액이 유동성을 잃는 이유는 입자들 사이에 나타나는 강한 정전기적 반발력(electrostatic repulsion) 때문이다.
연구진은 꿀처럼 점도가 큰 고분자를 첨가한 결과 고분자가 만드는 고갈인력(산화 그래핀 입자들을 끌어당기는 힘)이 정전기적 반발력을 낮추고 유효부피를 줄인다는 점을 발견했다.
김 교수는 "물속에서 산화 그래핀이 분산되는 현상을 체계적으로 이해하고, 분산 특성을 제어할 가능성을 제기한 데 연구 의의가 있다"면서 "고분자를 얼마만큼 첨가해야 용액 고정에 유리한지를 밝혀내 소재 활용범위도 크게 넓혔다"고 설명했다.
이번 연구는 미국화학회(ACS)에서 발행하는 학술지 'ACS 나노(Nano)' 11월 27일 자에 게재됐다.
hkm@yna.co.kr
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