한국과학기술원(KIST) 전북분원 복합소재기술연구소 김성륜 박사님이 서울대 재료공학부 윤재륜 교수팀과 그래핀에 용매를 사용하지 않고도 그래핀 입자를 균일하게 분산시키는 경제적 공정 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.
 |
| 한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 복합소재기술연구소 김성륜 박사와 서울대 재료공학부 윤재륜 교수. |
그동안 가열하는 용융공정으로는 그래핀 입자를 균일하게 분산시키기 어려웠다. 그래핀 입자의 균일한 분산을 위해 용액공정을 도입할 경우 비경제적일 뿐만 아니라 용매의 건조를 위한 후공정에서 발생하는 그래핀 입자의 재응집에 필요한 비용과 시간 때문에 상용화에 어려움이 있었다. 그래핀 입자가 균일하게 분산되지 않으면 결함의 주요 원인이 된다.
이에 연구팀은 서로 반응이 가능한 소중합체의 일종인 CBT(Cyclic butylene terephthalate) 입자를 그래핀 입자와 섞은 후 중합반응을 일으켜 용매를 사용하지 않고 그래핀이 균일하게 분산된 고분자 복합소재를 제조하는 데 성공했다. CBT란 녹아서 섞이는 과정에서 액체처럼 잘 흐르다가 열을 가하면 중합되어 고분자가 되는 특징이 있다.
연구팀은 또 이렇게 제조한 그래핀 복합소재의 단면을 이미지 처리한 뒤, 통계를 산출해 그래핀 입자 간 평균거리 및 표준편차를 구하여 그래핀 입자의 분산 정도를 정량적으로 평가하는 방법도 개발했다.
김성륜 박사는 “혁신적이고 효율적 비용매 복합소재 제조공정 개발로 그래핀 고분자 복합소재 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 보인다”고 밝혔다. 연구 결과는 ‘사이언티픽 리포트’ 16일자에 실렸다.
dsun@heraldcorp.com
