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KAIST 박정영·김용현 교수팀, 그래핀 제어기술 개발
마찰력 이론도 재정립… 나노 수준 윤활에 응용 가능

 

 

▲KAIST 박정영 교수(왼쪽)와 김용현 교수. 
ⓒ2012 HelloDD.com

KAIST(총장 서남표) 연구진이 차세대 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀의 기계적 특성을 밝히고 제어하는데 성공했다.

KAIST는 EEWS대학원 박정영 교수가 나노과학기술대학원 김용현 교수와 공동으로 하나의 원자층으로 이루어진 그래핀을 불소화해 마찰력과 접착력을 제어하는데 성공했다고 2일 밝혔다.

원자단위에서 그래핀에 대한 마찰력의 원리를 규명하고 제어한 것은 세계에서 처음으로, 앞으로 나노 크기의 로봇 구동부 등 아주 미세한 부분의 윤활에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하면서도 구부려도 전기전도성이 유지돼 실리콘 반도체를 대체할 차세대 전자소자는 물론 휘어지는 디스플레이, 입는 컴퓨터 등 다양한 분야에 활용될 수 있어 ‘꿈의 신소재’로 불린다. 

박 교수팀은 그래핀을 플루오르화크세논(XeF₂) 가스에 넣고 열을 가해 하나의 원자층에 불소 결함을 갖고 있는 불소화된 개질 그래핀을 얻어냈다. 개질된 그래핀은 초고진공 원자력현미경에 넣고 마이크로 탐침을 사용, 시료의 표면을 스캔해 마찰력과 접착력 등의 역학적 특성을 측정했다. 연구팀은 실험 결과를 바탕으로 불소화된 그래핀은 기존보다 6배의 마찰력과 0.7배의 접착력을 나타낸다는 사실을 규명했다. 

박정영 교수는 “이번 연구를 통해 전기적인 측정을 통해 불소화를 확인하고 마찰력과 접착력의 원리를 분석, 그래핀의 마찰력 변화에 대한 이론을 정립할 수 있었다"며 "꿈의 소재로 알려진 그래핀은 나노 스케일 기기의 구동부 윤활에 쓰일 수가 있어 이번 연구는 그래핀 기반의 작은 역학구동소자의 코팅 등에 응용될 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구 성과는 나노과학분야 권위 있는 학술지 ‘나노레터스(Nano Letters)' 6월 21일자 온라인판에 게재됐다.

 

▲불소화를 이용한 그래핀의 마찰력 제어 개념도.<그래픽=KAIST 제공>
ⓒ2012 HelloDD.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<대덕넷 김형석 기자> blade31@HelloDD.com

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Posted by KIST PR