그래핀이란?

그래핀이란? 무었일까?

 

   흑연을 뜻하는 '그래파이트'와 화학에서 탄소
이중결합 형식을 띤 분자를 뜻하는 접미사를 결합해 만든 용어이다.

영국 맨체스터대학교의 안드레이 가임 교수와 연구원이었던 콘스탄틴 노보셀로프 박사가

흑연에 스카치테이프를 떼었다 붙이는 방법으로 세계 최초로 그래핀을 분리해냈다.

이 공적으로 2010년 노벨 물리학상을 받았다.
그래핀은 육각형 구조의 빈 공간이 완충 역할을 하기 때문에

강도는 강철보다 100배 강하고,

면적의 20%를 늘려도 끄떡없을 정도로 신축성이 좋다.

열전도율도 금속인 구리의 10배가 넘고, 빛의 98%를 통과시킬 정도로 투명하다.

그래핀은 반도체 정보 처리속도를 획기적으로
높여줄 뿐만 아니라 고성능 태양전지 개발,

유기 반도체 등 다양한 분야에서 활용 가능한 물질이다.

영국 맨체스터대학교의 안드레이 가임 교수와

연구원 콘스탄틴 노보셀로프 박사가 흑연에

스카치테이프를 떼었다 붙이는 방법으로

세계 최초로 그래핀을 분리해냈다 

흑연의 한 층을 떼어내면 탄소원자가 육각형으로 연속 결합된 구조가 나타난다.

탄소 원자가 구형으로 뭉치면 풀러린(Fullerene), 원기둥 모양으로 말리면 탄소나노튜브,

펼치면 그래핀이 된다. 그래핀을 이루는 탄소 원자 하나하나는 이웃한 탄소와
전자 한 쌍 반을 공유하여 결합한다.

한 쌍의 전자가 탄소와 탄소 사이를 견고하게 연결시켜주는 동안

결합에 참여하지 않은 전자들이 그래핀 내에서 쉽게 움직일 수 있다.

이 때문에 그래핀은 실리콘에 비해 100배 이상 전자가 자유로이 이동할 수 있다.

벌집 모양 덕분에 충격에도 강하다.

그물을 구부리거나 당기면 모양은 변하지만

그물의 연결 상태는 변하지 않는 것과 마찬가지로

육각형 구조의 빈 공간이 완충 역할을 하기 때문이다.

강도는 강철보다 100배 강하고,

면적의 20%를 늘려도 끄떡없을 정도로 신축성이 좋다.

구부리거나 늘려도 전기 전도성이 사라지지 않는다.

 

 

열전도율도 금속인 구리의 10배가 넘고, 빛의 98%를 통과시킬 정도로 투명하다.
그래핀은 실리콘으로는 더 이상 진척이 없던 반도체 정보 처리속도를

획기적으로 높여줄 뿐만 아니라, 고성능 태양전지 개발,

유기 반도체 등 다양한 분야에서 활용 가능한 물질이다.

한국에서는 최근 고품질의 그래핀을 대량 합성하는 데 성공했으며, 국내
특허 출원을 완료하고 미국·유럽·중국·일본 등 국외 출원을 진행하고 있다.

탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조이다.

각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에

 탄소 원자가 위치하고 있는 모양이다.

이 모양을 벌집구조 또는 벌집격자 라고 부르기도 한다.

원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로,

두께는 0.2 nm(1nm은 10억 분의 1m) 즉 100억 분의 2m 정도로

엄청나게 얇으면서

물리적·화학적 안정성도 높다.

 

 

 

이러한 형태로 탄소들이 6각형의 구조로 결합되어있는 형태를 그래핀이라고 합니다

이러한 그래핀을 알면 CNT가되고 겹겹이 싸이면 흑연과 같은 그래파이트가 된답니다

이런 그래핀은 많은 특성들을 가지고있습니다

1. 전기가 매우 잘 통한다

2. 매우 단단하다

3. 높은 열전도성을 가진다

4. 탄성이 매우 뛰어나다

5. 높은 투명도를 가진다

                       이러한 성질때문에 현재 디스플레이 분야에 많이 이용되고있습니다