| 국가나노센터 다공성 그래핀제조 연구성과 | ||
|
||
 다공성 그래핀층(Graphene layers)에는 나노크기의 구멍이 많은데 일반적으로 이론계산을 통해 연구한다. 그래핀층에 있는 구멍은 물질전송 속도를 높이는데 유리하기 때문에 다양한 분야에서 잠재된 응용가치를 지닌다. 지금까지 다공성 그래핀의 제조방법에는 방향족(aryl group)-방향족 결합반응을 이용한 상향식 화학방법과 고에너지 기술방법이 포함되는데, 일반적으로 기저층에서 한정된 생산성에 의해 제조된다. 국가나노과학센터의 한바오항(韩宝航) 연구팀은 확대 가능하면서 연구범위가 넓은 제조방법을 고안해냈다(그림1). 그래핀 산화물과 옥소메탈레이트(oxometallate) 혹은 폴리옥소메탈레이트(polyoxometallate)로 고온조건에서 그래핀과 금속산화물 나노입자를 생성하는데 양자 사이에는 코크스 고로 제철과정의 탄소열환원반응과 유사한 반응이 일어나면서 금속산화물이 그래핀 상의 탄소에 의해 금속으로 환원되거나 혹은 금속탄화물을 형성하며 나아가 탄소열환원반응에 참여한 탄소원자는 이산화탄소 혹은 일산화탄소의 형태로 그래핀층에서 분리되어 나간다. 이러한 과정을 통해 그래핀층에 나노크기의 구멍이 생기는데(에칭), 즉 다공성 그래핀이 형성된다(그림2). 이 과정은 SEM(scanning electron microscope)으로 전자빔의 가열보조를 통해 탄소열에칭(Carbon thermal etching)에 의해 구멍이 형성되는 과정을 관찰할 수 있다(그림3). 동시에 다공성 그래핀의 구멍크기와 질소도핑을 통해 옥소메탈레이트(oxometallate) 혹은 폴리옥소메탈레이트(polyoxometallate)의 용량을 변화시킬 수 있으며, 또는 암모늄이온이 함유된 옥소메탈레이트(oxometallate) 혹은 폴리옥소메탈레이트(polyoxometallate)을 사용할 수도 있다. 이 연구에서는 다양한 옥소메탈레이트(oxometallate) 혹은 폴리옥소메탈레이트(polyoxometallate)를 사용하여 다공성 그래핀을 제조함으로써, 탄소열환원반응 에칭을 이용한 다공성 그래핀 제조방법의 적용범위를 넓혔고 확대 생산이 가능하다. 이 연구는 2014년 9월 2일 “Nature Communications”에 발표되었다. 정보출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201409/t20140905_4198240.shtml |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB