코리아텍 최순목 교수, 그래핀나노볼 대량생산 공정 개발

코리아텍은 에너지신소재화학공학부 최순목 교수팀이 최근 한국세라믹기술원과 공동연구를 통해 세계 최초로 그래핀 나노볼을 대량 생산할 수 있는 공정 개발 논문을 발표했다고 25일 밝혔다.

최 교수팀의 이번 논문은 지난 23일 세계적 과학저널 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포츠'에 게재됐다. 연구팀은 이번 논문의 제1저자인 박사후 과정 연구원 1명(김병근 박사)과 대학원생 3명으로 구성됐다.

최 교수팀이 발표한 논문 제목은 'One-step growth of multilayer-graphene hollow nanospheres via the self-elimination of SiC nuclei templates (SiC(탄화규소) 탬플릿의 자연 소멸을 통한 속이 빈 다층 그래핀 나노볼의 원 스텝 성장)'이다.

그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자 이동성이 빠르다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하고, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 빛을 대부분 통과시킬 정도로 투명하며 신축성도 매우 뛰어나 꿈의 소재로 불린다.

속이 비어있는 그래핀 나노볼을 제조하는 기존 기술은 먼저 Ni(니켈) 같은 금속 소재를 사용해 구형의 템플릿을 만들어야 한다. 다음으로 그 템플릿 위에 코팅된 그래핀을 제조 후, 금속소재 템플릿을 제거 한다. 이와 같이 여러 단계의 복잡한 공정을 거쳐야하기 때문에 경제성이 떨어지는 단점이 있다.

최 교수는 "이번에 개발한 제조방법은 기존 복잡한 제조방법과는 다르게 원스텝 공정으로 대량생산이 가능하다"며 "기존 방법과 달리 세라믹 소재인 SiC를 템플릿으로 사용해 그 표면에 그래핀을 코팅시켜 그래핀 나노볼을 제조했다"고 밝혔다.

그는 이어 "특이한 점은 사용한 SiC 템플릿이 공정 중에 스스로 사라지는 점이며, 이 기술이 세계 최초 원스텝 공정을 가능하게 했다"며 "이번 연구는 나노 소재 대량 생산 및 산업화에 미치는 파장이 클 것"이라고 덧붙였다.


한편 이번 최 교수 연구팀 성과는 연구재단의 'P-형 skutterudite 열전소재 에너지변환 특성 향상을 위한 격자응력 조절기술' 과제 지원을 통해 이뤄졌다.