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습식 화학을 경유하는 그래핀의 규모적인 생산- 진전과 과제

전문가 제언: ○ 2차원 그래핀은 믿을 수 없을 정도의 우수한 전자적 특성과 다수의 뛰어난 기계적 특성을 가지고 있어 초고속 전자기기로부터 기계적인 액추에이터 까지 다양한 분야에서 용도가 개발되고 있으며 현재 그래핀의 개별적인 용도에 적합한 수많은 제조방법이 개발되고 있다. 그래핀을 새로운 재료로서 산업계에서 이용하기 위해서는 기존 재료보다 성능이 우수한 것은 물론 저비용이 되어야 한다.

○ 그래핀의 상업화 관건은 기본적으로 비용 효과를 결정하는 생산방법에 있다. 그래핀의 대량 생산에 관여하는 주 요인은 생산비용, 규모의 확장, 재현성, 가공성 및 그래핀 제품의 품질 등이다. 그래파이트 플레이크는 값이 저렴하고 다량 존재한다는 것을 고려하면 그래파이트를 박리하여 그래핀으로 제조하는 습식 화학방법이 모든 요인을 충족하는 것으로 보이나 제조된 그래핀의 품질에 대해서는 아직 의문이 존재한다. 그러나 그래핀의 품질, 더 나아가 그래핀의 유효성에 대한 정의는 그래핀 각각의 용도에 크게 의존한다는 사실을 유의해야 한다.

○ 본고는 세 가지 유형의 유망하고 규모적인 습식 그래핀 제조방법, 즉 그래파이트 산화물 루트, 액상 박리(l？iquid-phase exfoliation, LPE) 루트, 전기화학적 루트에 대한 진전과 개발현황 및 생산에 따른 잔여과제를 검토한 것으로, 각 루트는 장점과 제한 요소를 가지고 있고 특정한 용도에 적합한 영역을 가지고 있다.

○ 탄소나노소재의 중요성을 인식하여 정부와 학계, 산업계가 초기에 적극적으로 소재 개발에 참여하여 국내의 그래핀 기초기술은 특허출원 등 세계적 수준에 이른 것으로 판단되고 있으나 실용화를 위한 저가의 우수한 품질의 대량 생산 기술에는 아직 미치지 못한 것이 현실이다. 산업계에서는 포스코, 한화케미칼, 솔브레인, 대주전자재료 등에서 개발에 참여하고 있으나 대부분 연구 개발 초기단계이거나 소량의 파일럿 생산 수준에 머물러 있다. 솔브레인은 국책과제로 월 10톤이라는 대규모 산화그래핀 제조공정 기술 개발에 나서 그 결과가 크게 기대되고 있다. 다.

저자: Yu Lin Zhong, et al.
자료유형: 학술정보