| 닝보재료기술공학연구소, 2차원 나노 보호박막 재료 관련 성과 | ||
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 최근 중국과학원 닝보(寧波)재료기술공학연구소 해양신재료·응용기술중점실험실 왕리핑(王立平) 연구팀은 CVD기술로 다결정 구리 기판에 일련의 질소 도핑 그래핀박막을 성공적으로 제조했다. 연구팀은 NH3 송풍량 조절을 통해 질소 농도가 서로 다른 질소 도핑 그래핀박막을 획득했다. 연구 결과 질소 도핑 그래핀 격자 네트워크에서 박막시스템 전기전도율은 원시 그래핀에 비해 낮아졌다. 장기적 대기 노출시험 조건에서 낮은 전기전도율의 질소 도핑 그래핀박막은 부식계면에서의 전자 수송을 억제해 구리와 질소 도핑 그래핀 계면의 전기화학적 부식속도를 늦춰 부식 영역의 확장을 효과적으로 지연시키는 등 더 나은 지속적 부식보호 성능을 나타냈다. 하지만 해당 방법은 박막 성장 과정에 형성되는 구조적 결함 및 표면 불균일을 초래하는 부식점을 근본적으로 제거할 수 없다. 해당 연구 결과는 "Journal of Materials Chemistry A(2018, 6, 24136-24148)"의 속표지에 게재되었다. 일종의 그래핀 유사물인 육방정계 질화붕소(h-BN) 나노시트도 양호한 내삼투성을 보유한다. 연구팀은 CVD법을 통해 다결정 구리 기저에서 층수가 서로 다른 h-BN 박막을 성장시켰다. h-BN는 고유의 절연특성을 보유하기에 단일층 또는 다층 h-BN 박막을 막론하고 구리 기저 표면에 코팅시키면 우수한 장기적 대기보호 성능을 나타낸다. 200℃ 고온 가열조건에서 단일층 h-BN 박막으로 코팅한 동박(Copper foil)의 산화는 주로 박막 결정립계 및 결함부에서 발생하고 다층 h-BN의 산화는 주로 박막의 주름 부위에 집중된다. 다층 h-BN 박막은 단일층 h-BN 박막에 비해 산소의 횡방향 확산을 효과적으로 막아 기저 구리의 항산화 성능을 뚜렷이 향상시킨다. 해당 연구 결과는 "ACS Applied Materials & Interfaces(2017, 9, 27152-27165)"에 게재되었다. 그래핀은 큰 비표면적, 강한 화학적 불활성, 우수한 격리성을 보유한 현재 알려진 가장 얇은 보호재료이다. 화학기상증착(CVD)법으로 제조한 그래핀박막은 금속의 부식보호에 직접적으로 사용될 수 있어 가장 주요한 그래핀보호박막 제조법으로 자리잡았다. 하지만 그래핀박막 제조 과정에 불가피적으로 공석, 결정립계 등 구조적 결함이 유입될 수 있다. 장시간 공기 노출시 부식 매질은 상기 결함을 통해 기저금속과 반응하기 쉽다. 또한 높은 전기전도성의 그래핀박막은 계면부의 전기화학반응을 촉진해 기저금속의 부식을 가속화시킨다. 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201903/t20190301_4680597.shtml |
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