그래핀 ‘주름’ 세계 최초 발견

(아주경제 권석림 기자) ‘꿈의 소재’ 그래핀(graphene)의 표면에 주름이 존재하고, 하나의 그래핀 조각에서도 구역에 따라 주름 방향이 다르다는 사실을 국내 연구진이 세계에서 처음 밝혀냈다.

교육과학기술부는 건국대 물리학부 박배호 교수와 한국과학기술원(KAIST) 박정영 교수가 주도한 연구팀이 ‘기계적 박리법’을 통해 분리한 그래핀에서 미세한 주름 구조와 주름 방향이 다른 구역(도메인)을 확인했다고 1일 밝혔다.

그래핀은 흑연의 탄소원자 배열과 같은 모양이지만 두께는 원자 하나 정도에 불과한 2차원의 탄소 나노 구조체를 말한다.

흑연에서 한 겹의 원자층을 벗겨낸 것으로, 전자가 빠르게 이동할 수 있어 전도성이 매우 좋은 데다 강도 등 물리적 성질도 뛰어나 신소재로 주목받고 있다.

기계적 박리법은 접착용 테이프를 이용해 흑연에서 한 겹의 그래핀 막을 떼어내는 방법. 그래핀 조각을 얻는 가장 일반적 기술이다.

연구팀은 기계적 박리법을 통해 얻은 그래핀 박막을 원자힘현미경(atomic force microscope)으로 관찰하는 과정에서 물리적 특성이 같은 하나의 그래핀 조각 위에서도 마찰력이 현저히 다른 구역이 존재한다는 사실을 확인했다.

적절한 열처리 공정을 거치면 이런 구역 구분이 없어지고 그래핀 표면 전체가 일정한 마찰력을 가질 수 있다는 사실도 입증했다.

이 논문은 권위 있는 과학저널 ‘사이언스(Science)’에 실릴 예정이며, 앞서 ‘사이언스 온라인 속보(Science Express)’ 7월 1일자에 소개됐다.