그래핀이 무엇인지 궁금합니다.(흑연?)

Question

그래핀이 앞으로 무궁무진한 물질로 알려져 있는데요,흑연이랑 무슨관련이 있는것인가요?

물질의 특성도 그래핀은 탁월하다고 하는데 어떤 부분에서 좋은 소재인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

그래핀은 기존의 전도성 소재와 필름재 등을 대체할 가능성이 있으며, 그래핀을 이용한 완제품 및 생산 및 검사에 필요한 장비들의 시장 규모가 늘어날 것으로 보인다.

그래핀은 가벼우면서 내구성 강한 물체를 만들어 비행기나 자동차, 건축자재 등에 사용한다. 그래핀의 강도로 섬유를 만든다면 가장 가볍고 안전한 전투복과 방탄복을 만들 수 있다는 점에서 이를 이용한 탄소 섬유가 주목받고 있기도 하다.

그래핀 나노 소재는 다양한 성능을 가지기에 그 응용 분야는 무궁무진하다. 특히 뛰어난 강도, 열전도율, 전자이동도 등이 요구되는 디스플레이, 2차 전지, 태양 전지, 자동차, 조명 등 다양한 산업에 응용되어 핵심 소재로서 주목받고 있다. 투명 전극 재료는 가시광선 영역에서의 투과율이 80% 이상이면서 전기적 특성을 만족시켜야 하며 전하가 충분하고 이들 전하가 쉽게 움직일 수 있는 구조로 되어 있어야 한다. 투명 전극에 그래핀을 활용할 경우 면 저항의 크기에 따라 다음과 같은 분야에 사용된다.

• 10~100 Ω/sq - OLED 디스플레이 및 태양전지

• ∼100 Ω/sq - PDP 광학필터 및 전자차폐제

• ∼500 Ω/sq - 터치스크린 등

그 외 그래핀의 응용 분야로는 방열 필름, 코팅 재료, 초박형 스피커, 바닷물 담수화 필터, 2차전지용 전극, 초고속 충전기 등 다양하다.

[네이버 지식백과] 그래핀 [graphene] (화학백과)

Answer 2

그래핀은 탄소를 2차원으로 배열해서 만들게 됩니다.

6각형으로 탄소를 2차원으로 배열하면 전기전도도가 매우 높아져 초전도체가 됩니다.

이것이 상용화가 된다면 당연히 전도율이 높아지므로 산업 전반의 에너지 효율이 높아지게 됩니다.

탄소를 2차원 배열로 맞추기 위해 그래핀을 만든 사람이 흑연으로 손수 배치했다고 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 과학전문가입니다.

흑연의 구조를 보면 탄소를 육각형 모양으로 쌓은 구조로 되어 있습니다. 그래핀은 이 구조에서 한겹을 아주 얇게 떼어낸 것이라고 생각하시면 됩니다. 그래서 두께가 매우 얇은 소재이고 구리보다 전기가 훨씬 잘 통하며 열전도울도 매우 높고 철보다 강도도 매우 높은 특징을 갖습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.

전기의 전도성,신축성,강도 모두가뛰어나기 때문에 미래를 이끌 꿈의 소재로 잘 알려져 있습니다.

현재까지도 화학 및 신소재 분야에서 엄청난 연구가 이루어지고 있어요.

흑연과의 차이는 흑연은 육각형벌집 모양으로 층층이 쌓아올린 구조로 되어있는데, 그래핀은 그중에서 가장 얇게 한겹을 떼어낸 것이라고 보시면 됩니다.

도움이 되시기 바랍니다.