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새롭게 등장하는 윤활제로서 그래핀

전문가 제언

○ 본 논문은 나노크기와 거시규모의 윤활유에 대한 그래핀의 최근 연구,개발을 기술한다. 이론적인 시뮬레이션으로 그래핀에 대한 낮은 마찰력이 미끄러지는 계면과 그래핀 층수에 의존함을 예측한다. 그래핀에 결함은 마찰력을 증가시키며 수소화, 불소화, 산화 그래핀 으로 변형될 때, 마찰력은 각각 2, 6, 7배로 증가한다. 전체적으로 그래핀은 윤활유뿐만 아니라 오일, 성분재료, 용제에 첨가물로서 마찰력과 마모감소에 아주 효과적이다.

 

○ 그래핀은 전자부품, 신소재등의 전반적인 산업계의 분야에서 주목을 받고 있다. 그러나 거시 규모인 기계적인 시스템에서 마찰과 마모에 관계되는 윤활유의 기능에 대해서는 최근(2010년 이후)까지 많은 연구가 되고 있지 않다. 단편적인 우수한 실험결과가 다수 발표되고 있으며 체계적인 실험과 연구의 결과로 산업계에 적용해서 실용화함으로 에너지의 소모를 줄여 기후변화에 큰 기여를 할 것으로 예상된다.

 

○ 한국윤활학회 등에서 연세대, 성균관대, 기계연구소등의 나노, 기계관련 연구로 CVD로 제작한 그래핀의 윤활유특성에 대해서 연구가 활발하게 이루어 지고 있다.KAIST 박정영교수는  그래핀을 플루오르화크세논(XeF2)가스에 열을 가해 불소화 개질 그래핀을 얻어 기존보다 6배마찰력과 0.7배 접착력 특성을 얻었으며 그래핀 마찰에 대한 이론적 정립을 최초로 했다.(Nano Lett 2012년 6월게재)

 

○ 일본의 오카야마대학의 기계설계연구실에서 산화그래핀을 이용한 분산수가 윤활유보다 마찰과 마모가 상당히 작다는 것을 발견하였다. 마찰계수가 0.05정도로 윤활유보다 훨씬 작다. 나노물질은 고가이지만 산화그래핀은 1kg를 1만엔 이하로 합성할 수 있을 것으로 계산되며 회수하기 쉽다. (Kinoshita et al. Carbon (2013)). 이것은 산화그래핀의 이용방법에 따라 얻어진 우수한 특성으로 수소화그래핀, 산화그래핀, 불화그래핀 등에 대한 제조, 실험, 분석방법 등을 체계적으로 수행해서 변형 그래핀이 갖고 있는 우수한 특성을 발견하는 것이 요청된다.

 

 

저자
Diana Berman et al.
자료유형
학술정보
원문언어
영어
기업산업분류
전기·전자
연도
2014
권(호)
17(1)
잡지명
Materials Today
과학기술
표준분류
전기·전자
페이지
31~41
분석자
박*식
분석물
담당부서 담당자 연락처
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