| 베이징대, 유리표면에서 그래핀의 직접 성장 구현 성공 | ||
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 최근, 베이징대학교 화학·분자공정대학의 류중판(刘忠范) 원사가 이끄는 연구팀은 화학기상증착법과 성장 조건 최적화를 통해 유리표면에서 그래핀을 직접 성장시키는데 성공하였다. 본 연구 성과는 그래핀 재료와 유리산업의 융합을 가속화하고 그래핀유리의 대규모 응용을 촉진할 것으로 전망된다. 해당 성과는 저명 학술지 “Nature Materials”에 게재되었다. 유리는 원가가 저렴하고 투광성이 좋은 전통적 건축재료이다. 그래핀은 탄소원자로 구성된 단일층 편상 구조의 탄소재료로서 기존 재료에서 가장 엷고 단단하며 실온 조건에서 전기전도성이 가장 양호하고 강력한 유연성을 보유한 나노재료이다. 그래핀과 유리를 결합한 신형 복합재료 그래핀유리는 유리의 응용 영역을 크게 확장하고 유리산업을 대량 저부가가치 응용에서 절약형 고부가가치 응용에로의 획기적인 전환을 가져올 것으로 주목된다. 기존의 그래핀유리는 일반적으로 액상 코팅 또는 전사를 통해 획득하는데 이러한 방법으로 얻은 그래핀 박막은 불가피하게 표면 오염이 존재하며 이러한 문제점은 그래핀유리의 성능에 심각한 영향을 미친다. 전통적인 제조 방법은 조작이 번거롭고 원가가 높으며 수율이 낮아 대규모 응용의 요구를 만족시키지 못한다. 이에 비추어 유리기질에서 그래핀을 직접 성장시키는 새로운 방법을 발전시키는 것은 현단계의 중요 연구과제이다. 연구팀은 반응기체 농도, 성장 온도, 성장 시간에 대한 정밀 제어를 통해 유리표면 접촉분해 전구체의 기능이 약하고 기질표면에서 탄소 조각의 전사 성능이 낮은 등 어려운 문제를 극복함으로써 고온내성 유리와 일반 유리에서 제어가능한 고품질 그래핀 박막의 성장을 구현하였다. 또 시험을 통해 그래핀 성장 조건에서 일반 유리는 용융상태로 존재하고 표면 고도는 균일하며 등방성을 갖는다는 것을 입증하였다. 또한 용융상태 유리의 이러한 특성을 이용하여 크기와 분포가 균일한 원형 그래핀 조각을 성장시켰다. 직접 성장 방법으로 획득한 그래핀유리는 유리와 그래핀의 경계면 접촉이 양호하고 경계면에 오염이 없는 등 우수한 특성을 보유하였다. 그래핀유리는 유리의 투과성과 그래핀의 전기전도성, 열전도성, 표면 소수성(hydrophobicity) 등 장점을 갖고 있어 향후 열변색성 윈도우, 김서림 방지 윈도우, 광촉매 등 방면에 응용될 것으로 전망된다. 정보출처 : http://scitech.people.com.cn/n/2015/1128/c1007-27867248.html |
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