'그래핀' 을 왜 꿈의 물질이라고 하나요
그래핀(Graphene) 을 왜 꿈의 물질 이라고 하나요.
그래핀이 어디에 어떤 용도로 사용되고 특성이 어떻게 되길래
꿈의물질이라고 하는지요
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다. 그래핀은 단일 원자층으로 이루어진 탄소 구조물로, 매우 강한 결합력과 전기 전도성을 가지고 있습니다. 또한 가벼우면서도 매우 강한 물질로, 다양한 분야에서 혁신적인 응용 가능성을 가지고 있기 때문에 꿈의 물질로 불리게 되었습니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
그래핀이 꿈의 물질로
불리는 이유는
그것의 뛰어난 물리적,
화학적 특성 때문입니다
단일 탄소 원자층으로 이루어진
2차원 구조를 가진 그래핀은
비상한 강도와
경도를 가지고 있습니다
또한 그것은 열전도성 및
전기전도성이 매우 높아
전자기기에서 혁신적인
발전을 가져올 수 있는
잠재력을 지니고 있습니다
이러한 특성 때문에 그래핀은
여러 분야에서 주목 받고 있으며
반도체 전자 잉크 코팅제
에너지 저장 장치 기술 등에
사용될 가능성이
탐구되고 있습니다
특히 강한 재료가 필요한
우주 항공 분야나
신체에 삽입하는
의료 기기에 사용될 때
그 물질의 강도와 유연성이
큰 장점으로 작용합니다
하루에 빠지는 머리카락은
건강한 성인 기준으로 대략
50개에서 100개 사이입니다
이는 머리카락의 자연스러운
성장 주기에 따른 것으로
새로운 머리카락이
계속해서 자라나오는 것이
정상적인 과정입니다
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안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.
그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 2차원 평면 위에서 벌집 모양의 격자를 이루며 연결된 단일 층 구조를 가지는 물질로, 그 특성 때문에 '꿈의 물질'이라 불립니다. 그래핀이 주목받는 주된 이유는 그것이 가진 여러 혁신적이고 독특한 물리적, 화학적 성질 때문입니다. 그 중 몇 가지를 살펴보면 다음과 같습니다:
강도: 그래핀은 동일한 두께의 강철보다 약 100배 강한 것으로 알려져 있습니다. 이러한 높은 강도는 구조적인 응용 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있습니다.
전도성: 그래핀은 전기를 매우 잘 전달합니다. 실제로 구리보다 전기 전도성이 더 높으며, 이는 전자 기기에서 효율적인 전도체로 사용될 수 있는 가능성을 제시합니다.
열 전도성: 그래핀은 놀라운 수준의 열 전도성도 가지고 있어, 열 관리가 중요한 다양한 응용 분야에서 유망한 재료로 여겨집니다.
유연성과 빛의 투과성: 그래핀은 매우 유연하며, 동시에 높은 수준의 빛을 투과시킬 수 있습니다. 이러한 성질은 유연한 디스플레이, 터치스크린, 심지어는 가능한 투명한 전자 기기의 개발에 기여할 수 있습니다.
화학적 안정성: 그래핀은 화학적으로 안정적이어서 다양한 환경에서도 그 성질을 유지할 수 있습니다. 이는 센서, 필터 등의 응용 분야에서 중요한 요소입니다.
면적 대비 높은 비표면적: 그래핀의 2차원 구조는 단위 질량당 매우 높은 비표면적을 제공합니다. 이는 에너지 저장 장치, 촉매와 같은 분야에서 그래핀을 매우 유용하게 만듭니다.
이와 같은 독특한 성질들 때문에 그래핀은 에너지 저장 장치(배터리, 슈퍼커패시터), 전자기기(트랜지스터, 유연한 디스플레이), 복합 재료, 바이오메디컬 분야(약물 전달 시스템, 센서) 등 다양한 응용 분야에서 혁신을 가져올 잠재력을 가지고 있습니다. 이러한 이유로 그래핀은 '꿈의 물질'로 여겨지며, 그 가능성이 계속해서 탐구되고 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
그래핀은 탄소 원자들이 육각형 격자 구조를 이루는 2차원 물질로, 뛰어난 전기 전도도, 높은 기계적 강도, 투명성, 유연성 등 다양한 장점을 가지고 있어 '꿈의 물질'이라고 불립니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
그래핀(영어: graphene)은 탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조이다. 각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 위치하고 있는 모양이다. 이 모양을 벌집구조(honeycomb structure) 또는 벌집격자(honeycomb lattice)라고 부르기도 한다. 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로, 두께는 0.2 nm(1nm은 10억 분의 1m) 즉 100억 분의 2m 정도로 엄청나게 얇으면서 물리적·화학적 안정성도 높다.[1]
그래핀은 원자 크기의 벌집 격자이다.
탄소의 다른 동소체에는 흑연, 탄소나노튜브, 풀러렌, 다이아몬드 등이 있다. 그래핀은 원자 한 층의 두께를 지니기 때문에 동일한 결합구조이지만 여러 층으로 구성되어 있는 흑연과는 확연히 다른 특성을 보인다.
그래핀이 주목받은 이유는 다음의 뛰어난 특성들 때문이다. 그래핀은 200,000 cm2/V•s의 매우 높은 전성(intrinsic) 전자이동도[2][3], ~5000 W/m•K의 높은 열전도도[4], ~1.0 TPa의 영 계수[5]를 갖고 있으며 이론적 비표면적 또한 매우 크다. 또한 한 층으로 구성되어 있기 때문에 가시광선에 대한 흡수량이 매우 낮아 550nm의 파장을 갖는 빛에 대한 투과율이 97.7%로 확인되었다.[6]
구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하고, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높으며, 탄성도 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다. 이런 특성으로 인해 그래핀은 차세대 신소재로 각광받는 탄소나노튜브를 뛰어넘는 소재로 평가받으며 ‘꿈의 나노물질'이라 불린다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
그래핀은 얇은 판 형태의 탄소사슬구조를 가지고 있고, 전자가 이동할 수 있는 형태이기에,
매우 얇으면서도 전류가통할 수 있는 구조체를 만들 수 있습니다.
이런 시트의 형태는 옷감이나 작은 반도체등에 활용할 수 있어 큰 장점을 가지고 있습니다.안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
그래핀은 탄소 원자가 벌집 모양으로 배열되어 있는 나노 물질입니다. 이 꿈의 물질은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
1. 뛰어난 물리적 강도: 강철보다 200배 이상 강하면서도 얇아서 휘어질 수 있습니다. 탄소 결합으로 빼곡하게 배열되어 있어 단단합니다.
2. 우수한 열 전도성: 열 전도성은 실온에서 약 5000 W/m K로, 구리보다 10배 큰 값입니다. 그래핀은 원자 진동을 쉽게 전달하여 전자의 긴 평균 자유 행로에도 도움이 됩니다.
3. 플렉시블: 10% 이상 면적을 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않습니다. 휘게 하여 플러린과 같은 공모양의 물질이나 탄소나노튜브 등을 만들 수 있습니다.
그래핀은 반도체, 디스플레이, 태양전지, 웨어러블 컴퓨터, 전자종이 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 미래의 에너지 문제와 공해 문제를 해결하는 데도 기대됩니다.
