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13.07.04
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글쓴이
김형섭
제목 : 그래핀, '더 단단한' 합금을 부탁해

동아사이언스

 

그래핀, '더 단단한' 합금을 부탁해

  • KAIST연구팀, 그래핀 적층기술 적용해 강도높은 금속소재 개발
  • 더사이언스 | 기사입력 2013년 07월 03일 14:59 | 최종편집 2013년 07월 03일 17:59

 

KAIST 제공 제공
KAIST 제공

  산업계에서 많이 쓰는 구리나 니켈 등 금속의 강도를 수백 배까지 높일 수 있는 신소재 생산기술을 국내 연구진이 개발했다.

 

  KAIST EEWS 대학원 한승민, 정유성 교수와 전석우 신소재공학과 교수 공동 연구팀은 그래핀을 이용해 구리는 최대 500배, 니켈은 180배 까지 높일 수 있는 초고강도 나노복합소재를 개발했다고 3일 밝혔다.

 

  그래핀은 강철보다 200배 이상 강하면서도 신축성이 뛰어나고 잘 휘어져 '꿈의 신소재'라고 불리는 물질이다.

 

  연구자들은 일반 금속에 그래핀을 섞으면 강도가 증가될 것으로 예상하고 다양한 연구를 해왔다. 실제로 미육군 국방기술연구소에서는 그래핀 조각과 금속을 섞은 복합 신소재를 개발했지만 강도를 획기적으로 높이지 못했다.

 

 연구팀은 구리와 니켈 박막 층간에 그래핀을 삽입하는 방법으로 강도를 높였다. 즉, 실리콘 기판에 구리나 리켈 박막을 덮는 ‘화학기상 증착법’을 사용해 그래핀을 금속 위에 옮겨 붙이는 과정을 반복함으로써 복합소재를 만든 것.

 

  이렇게 만들어진 구리-그래핀 다중층 물질은 층간 간격이 70 나노미터(1nm=10억 분의 1m)일 때, 구리만 있을 때보다 강도가 500배 넘었다. 또 층간 간격이 100나노미터인 니켈-그래핀 다중층 물질은 기존의 금속 성질은 잃지 않았지만, 순수한 니켈보다 180배 이상 강도가 높아졌다.

 

   한승민 교수는 “이번에 개발한 복합소재에 포함된 그래핀의 질량비율은 ‘0.0004%’에 불과하지만 제조가격은 크게 높아지지는 않지만, 강도는 수 백 배 더 높아졌다”며 “이 기술은 자동차나 항공우주용 고강도 부품, 차세대 원자로 구조재의 코팅재료 등 고부가가치 사업으로 응용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

 

  이번 연구 결과는 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 2일자 온라인판에 실렸다.

대전=전승민 기자 enhanced@donga.com

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