기초과학연 김상욱 교수팀 전기전도도ㆍ유연성 뛰어나 다양한 응용분야 활용 가능
기초과학연구원(IBS)은 나노물질및화학반응연구단 김상욱 그룹리더팀(KAIST 교수ㆍ사진)이 그래핀을 3차원 형태로 조립한 다공성 신소재를 개발했다고 2일 밝혔다.
이 소재는 물 속에서 자기조립 현상을 이용해 전기전도도가 높은 3차원 형태로 만든 것이 특징이다. 기존에는 탄소나노소재의 결합력이 강해 구멍이 촘촘하게 나 있는 다공성 소재로 만드는 데 어려움이 많았고, 다공성으로 만들어도 물을 밀어내는 소수성이 강해 응용에 제한이 있었다.
연구진은 그래핀의 자기조립 현상을 이용, 물 속에서 다공성 그래핀 젤을 구현해 물을 담고 있는 3차원 구조를 만들었다. 이어 건조과정을 거쳐 작은 기공은 유지하고 수분만 제거해 전기 전도가 우수하면서 잘 구부러지는 3차원 신소재를 개발했다.
또 금속기판을 이용한 환원방법을 이용, 제조한 그래핀 젤과 이종나노입자를 섞은 복합재료를 최초로 만들어 다양한 응용분야에 활용할 수 있음을 확인했다. 개발한 소재를 슈퍼커패시터 전극으로 활용했을 때 단위면적당 용량이 세계 최고 수준이라는 점도 검증했다.
김상욱 교수는 "3차원 소재의 구조나 기공의 크기, 이종물질과의 결합 등을 다양하게 조절해 용도와 목적에 맞는 맞춤형 그래핀 소재를 만드는 길을 열었다는 데 의의가 있다"며 "전기전도도, 유연성, 대면적화 가능성의 장점도 갖고 있어 그래핀 소재가 다양한 분야에서 상용화되는데 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.
이 연구는 미래창조과학부 지원 하에 이뤄졌으며 연구결과는 소재분야 권위지인 `어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 1월호 표지 논문으로 게재됐다.
안경애기자 naturean@
이 소재는 물 속에서 자기조립 현상을 이용해 전기전도도가 높은 3차원 형태로 만든 것이 특징이다. 기존에는 탄소나노소재의 결합력이 강해 구멍이 촘촘하게 나 있는 다공성 소재로 만드는 데 어려움이 많았고, 다공성으로 만들어도 물을 밀어내는 소수성이 강해 응용에 제한이 있었다.
연구진은 그래핀의 자기조립 현상을 이용, 물 속에서 다공성 그래핀 젤을 구현해 물을 담고 있는 3차원 구조를 만들었다. 이어 건조과정을 거쳐 작은 기공은 유지하고 수분만 제거해 전기 전도가 우수하면서 잘 구부러지는 3차원 신소재를 개발했다.
또 금속기판을 이용한 환원방법을 이용, 제조한 그래핀 젤과 이종나노입자를 섞은 복합재료를 최초로 만들어 다양한 응용분야에 활용할 수 있음을 확인했다. 개발한 소재를 슈퍼커패시터 전극으로 활용했을 때 단위면적당 용량이 세계 최고 수준이라는 점도 검증했다.
김상욱 교수는 "3차원 소재의 구조나 기공의 크기, 이종물질과의 결합 등을 다양하게 조절해 용도와 목적에 맞는 맞춤형 그래핀 소재를 만드는 길을 열었다는 데 의의가 있다"며 "전기전도도, 유연성, 대면적화 가능성의 장점도 갖고 있어 그래핀 소재가 다양한 분야에서 상용화되는데 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.
이 연구는 미래창조과학부 지원 하에 이뤄졌으며 연구결과는 소재분야 권위지인 `어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 1월호 표지 논문으로 게재됐다.
안경애기자 naturean@
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