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단단하면서 잘 부러지지 않는 그래핀 탄소섬유 나와

스스로 납작해지는 현상 세계 최초 발견
박응서 선임기자

KAIST 연구진의 잘 부러지지 않는 그래핀 탄소섬유 개발 논문이 '미국화학회 중심과학' 저널에 표지논문으로 게재됐다. 사진제공=KAIST


국내 연구진이 단단하지만 잘 부러지는 문제를 해결한 새로운 탄소섬유를 만들어냈다.

이 탄소섬유를 만드는데 사용된 그래핀은 가벼우면서 이론적으로 강철보다 100배나 강해 차세대 신소재로 각광받고 있다. 기존 탄소섬유의 잘 부러지는 단점을 해결했을 뿐 아니라 경제성도 뛰어나 활용 범위가 매우 커질 것으로 기대된다.

KAIST가 김상욱 신소재공학과 교수 연구진이 그래핀이 지금까지 나온 응용범위와 한계를 뛰어넘는 새로운 형태로 그래핀 탄소섬유를 만드는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.


특히 연구진은 그래핀이 섬유로 만들어질 때 스스로 납작해지면서 벨트 같은 형태로 만들어지는 현상을 세계 최초로 확인했다. 기존에는 단면이 원형으로 만들어져 활용에 한계가 많았다.

게다가 이 기술은 연필심에 쓰이는 값싼 흑연을 이용해 쉽게 만들 수 있어, 현재 사용되는 탄소섬유와 비교하면 경제성도 매우 뛰어나다.

연구진이 만든 벨트 모양의 그래핀 탄소섬유는 기계적 강도와 전기전도성도 대폭 향상됐다. 원형 단면을 갖는 일반 탄소섬유와 비교했을 때 기계적 강도는 3.2배, 전기전도성은 1.5배 높게 나타났다. 무엇보다 납작한 면 방향으로 매우 쉽게 구부릴 수 있는 탄소섬유를 만들 수 있어, 플렉시블 기기나 웨어러블 기기 등에 널리 활용될 수 있다.

김상욱 교수는 "그래핀과 같은 2차원 소재로 탄소섬유를 만들면 납작한 벨트 형태가 이상적인 구조ˮ라며 "납작한 그래핀 탄소섬유는 유연해 기존 탄소섬유의 잘 부러지는 문제를 해결할 수 있다ˮ고 말했다.

이 연구 결과는 국제학술지 ‘미국화학회 중심과학(ACS Central Science)’에 지난달 22일 7월호 표지논문으로 게재됐다.



박응서 머니투데이방송 MTN 선임기자

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