그래핀을 이용한 두께 10나노미터(머리카락 굵기의 1만분의 1) 이하의 대면적 나노고체윤활막을 국내 연구진이 개발했다.
그래핀은 연필심 등에서 볼 수 있는 탄소원자가 2차원 평면으로 구성되는데 물리적, 화학적 안정성이 매우 높으며, 신축성이 매우 뛰어난 소재이다.
교육과학기술부는 15일 21세기프론티어 나노메카트로닉스기술개발사업단 지원을 받은 이학주박사(52, 한국기계연구원)·안종현 교수(39, 성균관대학교)팀이 '그래핀 나노고체윤활막'을 개발했다고 밝혔다.
고체윤활막은 기존의 유체를 이용한 윤활방법을 적용할 수 없는 미세전자기계시스템이나 항공우주부품 등에 광범위하게 사용되고 있다.
그러나, 기존의 고체윤활제는 윤활막이 수십 마이크로미터여서 간극이 나노미터 단위의 미세구조에는 적용되기 어려우며, 나노미터 두께의 윤활막은 실험실에서 미세면적으로만 만들 수 있는 한계가 있었다.
이 박사팀은 구리 또는 니켈 박판위에 탄소를 포함한 가스를 흘려주어 그래핀막을 성장시키는 방법으로 10나노미터 이하의 두께로 고체윤활막을 만들었다.
또한, 이 박사팀은 그래핀 나노고체윤활막을 가로 7cm x 세로 7cm의 대면적으로 만들어, 기존에 수십마이크론 정도의 넓이로 만들 수 있었던 한계를 극복하였다.
이 박사는 “이번에 개발한 그래핀 나노고체윤활막은 나노미터 두께로 대면적의 윤활막을 만듦으로써 산업에 적용가능성을 높인데 연구의 의의가 있으며, 향후 수년 내에 상용화가 가능할 것으로 전망된다”고 밝혔다.
그래핀 관련 시장은 2015년 12억 달러, 2030년에는 6,000억 달러 규모로 형성될 전망이며 이 중 그래핀 코팅막 관련 시장은 75억 달러로 예상된다.
이번 연구결과는 지난 5월 5일 나노소재 분야의 저명한 국제학술지인 ‘ASC Nano'에 게재되었다.
김선영 기자 mrsdong@hanmail.net
