KIST 배수강 박사팀, 서울대 홍병희 교수팀, 서울대 창업 기업인 그래핀스퀘어 연구팀이 고성능, 고효율, 경량화된 새로운 개념의 케이블을 개발하는데 성공했다고 밝혔습니다. '꿈의 소재'로 불리는 그래핀을 이용했는데요.
그래핀은 연필심으로 쓰이는 흑연을 얇게 한 겹으로 떼어낸 탄소 나노 소재입니다. 2004년 영국의 가임과 노보셀로프 연구팀이 상온에서 투명테이프를 이용해 흑연에서 그래핀을 떼어 내는 데 성공했는데요. 그 공로로 2010년 노벨 물리학상을 수상하기도 했습니다.
그래핀의 전기전도율은 구리의 100배, 열전도율은 다이아몬드의 2배, 탄성력은 강철의 120배 이상 높은 것으로 알려져 있습니다. 뿐만 아니라, 신축성이 매우 뛰어나 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는다고 합니다.
KIST-서울대 공동연구팀은 이 같은 그래핀의 기계적 특성으로, 기존의 구리 전선이 갖는 한계를 극복하고자 했는데요. 방법은 간단합니다.
화학증기증착법(chemical vapor deposition, CVD)으로 합성한 그래핀 섬유 표면에 얇은 구리 막을 입혔습니다. 그 결과 기존 구리 전선에 비해 강도가 2배 이상 향상됐고, 전류량도 10배 이상 많아졌습니다.
KIST 배수강 박사는 "고성능의 그래핀 전선을 제조하기 위해서는 고품질의 다층 그래핀을 합성하는 기술이 매우 중요하다"며, "그래핀의 특성과 구리전선의 장점을 융합함으로써 고출력 전력전송과 경량화라는 두 마리 토끼를 잡은 것"이라고 밝혔습니다.
이어 서울대 홍병희 교수는 "최근 구글로부터 그래핀을 이용한 전력전송선 개발에 대해 문의 받은 경험이 있다"며, "그래핀 전선을 상용화 한다면 180조에 이르는 세계 케이블 전선시장에 지각변동을 불러올 것"이라고 전망했습니다.
한편, 이번 연구 성과는 나노재료 분야의 권위지인 ACS Nano 최신호에 게재됐습니다.
