국내 연구진이 꿈의 신소재로 불리는 그래핀의 새로운 형태인 비정질 그래핀의 대면적 합성 기술을 개발했다.
그래핀은 탄소원자들이 육각형의 격자를 이루며 규칙적으로 배열된 구조를 가진 단일원자층 두께의 대표적인 결정성 2차원 물질이다. 그래핀은 뛰어난 전기적, 기계적 특성을 갖고 있어 꿈의 신소재로 불린다.
2004년 그래핀의 우수한 특성이 알려진 이후 다양한 2차원 물질이 세계적으로 매우 활발하게 연구돼 왔다. 하지만 지금까지의 2차원 물질 연구는 물질내 구성 원자들이 규칙적으로 배열되어있는 결정성 물질에 국한됐다.
이번 연구는 공동연구팀이 지난 2014년 개발한 '반도체 기판 위에 단결정 그래핀을 대면적으로 합성하는 기술'에 이은 후속 개발 작업이다. 공동연구팀은 이번 연구를 통해 2차원물질 내의 원자간 결함구조를 조절해 2차원 평면상에서 탄소원자들이 랜덤하게 연결된 비정질 그래핀을 대면적으로 합성하는 데 성공했다.
황동목 교수는 "이번 성과는 차세대 산업의 핵심소재로 부각되고 있는 2차원 소재의 범위를 대폭 확장한 것이다"라며 "기존 결정성 2차원 소재와는 다른 비정질 2차원소재의 새로운 특성을 바탕으로 새로운 응용분야를 개척할 수 있게 됐다"고 설명했다.
한편, 이번 연구결과 논문은 사이언스 어드밴스(Science Advances)지 온라인판에 지난 10일 게재되었으며, 이 논문에 공동 제1저자로 참여한 성균관대 이재현 박사는 한국연구재단의 대통령포스닥사업 지원을 받고 있다.