KIST, 비용매 공정 개발로 그래핀 복합소재 상용화 박차

국내 연구진이 그래핀 입자를 용매없이 균일하게 분산할 수 있는 경제적 공정을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 전북 분원 복합소재기술연구소 김성륜 박사팀이 서울대 재료공학부 윤재륜 교수팀과 그래핀에 용매를 사용하지 않고 균일하게 분산시킬 수 있는 고분자 복합소재 제조 공정을 개발했다고 30일 밝혔다.

그동안 그래핀 입자의 균일한 분산을 위해 용액공정을 도입할 경우, 용매의 건조를 위한 공정에서 발생하는 그래핀 입자의 재응집에 필요한 비용과 시간 때문에 상용화에 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 CBT 입자를 그래핀 입자와 섞은 후 중합반응을 일으켜 용매를 사용하지 않고 그래핀이 균일하게 분산된 고분자 복합소재를 제조하는 데 성공했다. CBT(Cyclic butylene terephthalate)란 서로 반응이 가능한 소중합체의 일종으로, 녹아서 섞이는 과정에서 액체처럼 잘 흐르다가 열을 가하면 중합되어 고분자가 되는 특징이 있다.

연구팀은 또 이렇게 제조한 그래핀 복합소재의 단면을 이미지 처리한 후, 통계를 산출해 그래핀 입자 간 평균거리 및 표준편차를 구하여 그래핀 입자의 분산 정도를 정량적으로 평가하는 방법도 개발했다.

KIST 김성륜 박사는 "혁신적이고 효율적인 비용매 복합소재 제조공정 개발로 그래핀 고분자 복합소재 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 보인다"고 말했다.

이번 연구는 KIST 기관고유연구사업, 나노융합 2020사업(미래창조과학부 및 산업통상자원부 공동 지원)에서 지원됐으며, 연구 결과는 사이언티픽 리포트 3월 16일자에 게재됐다.

[e-mail] 김미희 기자