[충청뉴스 이성현 기자] 한국과학기술연구원(KIST)이 탄소소재 그래핀의 상용화 걸림돌인 나노구멍 발생을 자기조립 현상을 이용해 해결했다.
KIST 기능성복합소재연구센터 안석훈 박사 연구팀은 가천대와 한양대 연구팀과 유기물이 스스로 정렬하는 자기조립 현상을 이용해 그래핀의 고유특성을 유지하면서도 박막의 나노구멍을 메우는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.
디스플레이에 쓰이는 발광소재들은 공기 중 산소 및 수분에 취약해 이를 차단하기 위한 가스 차단막이 필요하다. 기존엔 무기물 소재를 가스 차단막으로 이용했으나 여러 번 접는 폴더블 및 스트레처블 디스플레이에는 새로운 가스 차단막 소재 개발이 필요한 상황이다.
그래핀의 경우 이런 물성을 가지면서 거의 모든 가스를 차단할 수 있는 이상적인 구조를 가졌지만, 디스플레이 수준으로 크게 만드는 과정에서 생기는 수많은 나노구멍들에 의해 가스 차단성이 현저히 떨어지는 단점을 갖고 있었다.
연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 긴 체인구조를 가지는 유기물질들이 그래핀 표면위에서 스스로 정렬해 유기박막을 형성하는 자기조립 현상을 이용했다.
유기박막이 가스분자가 유입되는 이동통로인 그래핀의 나노구멍을 막아줌으로써 수분투과율을 기존 그래핀 가스차단막의 1/700 수준으로 낮췄으며 유기박막의 두께를 나노미터 수준으로 제어함으로써 차세대 디스플레이 가스 차단막에 필요한 물성인 투명성과 유연성을 그래핀에서 유지할 수 있었다.
KIST 안석훈 박사는 “차세대 가스차단막으로 그래핀의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다.
