꿈의 소재 ‘그래핀’ 주름구조 세계 최초 발견

교육과학기술부는 건국대 물리학부 박배호 교수와 한국과학기술원(KAIST) 박정영 교수가 주도한 연구팀이 ‘기계적 박리법’을 통해 분리한 그래핀에서 미세한 주름 구조와 주름 방향이 다른 구역(도메인)을 확인했다고 지난달 30일 밝혔다.

그래핀은 흑연의 탄소원자 배열과 같은 모양이지만 두께는 원자 하나 정도에 불과한 2차원 탄소 나노 구조체로, 전자가 빠르게 이동할 수 있어 전도성이 탁월한 데다 강도 등 물리적 성질도 뛰어나 신소재로 주목받고 있다.

연구팀은 기계적 박리법을 통해 얻은 그래핀 박막을 원자힘현미경(atomic force microscope)으로 관찰하는 과정에서 물리적 특성이 같은 하나의 그래핀 조각 위에서도 마찰력이 현저히 다른 구역이 존재한다는 사실을 확인했다.

연구팀은 이런 현상의 원인이 탐침의 진행 방향과 그래핀 표면 잔주름 방향이 같을 때 혹은 직각 방향인 경우의 차이 때문이라고 분석했다.

아울러 적절한 열처리 공정을 거치면 이런 구역 구분이 없어지고 그래핀 표면 전체가 일정한 마찰력을 가질 수 있다는 사실도 입증했다.

박배호 교수는 “그래핀의 주름 구역 존재와 주름 구조를 조절할 수 있다는 사실을 확인했다”며 “휘어지는 전자소자 등 분야에서 응용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구결과는 세계적 과학전문지 ‘사이언스’지에 게재될 예정이며, 앞서 ‘사이언스 온라인 속보(Science Express)’에 1일 자로 소개됐다.