그래핀(graphene)이란? 무한한 가능성을 가진 꿈의 신소재

그래핀(Graphene)이란 무엇일까요? 그래핀(Graphene)이란 연필심에 사용되는 흑연(Graphite)을 원료로 하며 탄소 원자로 만들어져 원자 크기의 벌집형 구조를 가진 소재로 흑연의 Graphite와 접미사인 불포화 탄소화합물의 접미사 ene을 합쳐서 Graphene 그래핀을 불리고 있습니다. 

그래핀은 플라스틱 소재 발견 이후의 최고의 발견이라고 불리고 있으며 강철보다 200배 이상 강하지만 두께는 0.3나노미터에 불과하며 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 따른 것이 특징을 가지고 있습니다. 

그리고 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높으며 빛을 대부분 통과시키기 때문에 투명하며 신축성도 매우 뛰어납니다.

이러한 그래핀 특성으로 인해서 활용 분야는 매우 다양해서 꿈의 신소재라고 불리고도 있습니다. 높은 전기적 특성을 활용한 초고속 반도체, 투명 전극을 활용한 휘는 디스플레이, 디스플레이만으로 작동하는 컴퓨터, 높은 전도도를 이용한 고효율 태양전지 등이 있으며 특히 구부릴 수 있는 디스플레이, 손목에 차는 컴퓨터나 전자 종이를 만들 수 있어서 미래의 신소재로 주목되고 있습니다.

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 한국은 지난 2013년을 기준으로 총 1160개의 그래핀 관련 특허를 보유하면서 중국(30%)과 유럽연합(26%)에 이은 3위(22%)에서 리더를 수임(국제 전기기술 위원회) 하고 있습니다. 한국은 그래핀 분야에서 한때(2010~2011년) 그래핀 관련 특허 취득 수가 가장 많은 국가였습니다. 

그러나 2010년 이후 중국 정부가 그래핀 분야에 대한 파격적인 투자를 아끼지 않으면서 중국이 선두의 자리를 차지하였습니다. 이에 과기정통부와 산업부는 2015년 '그래핀 사업화 촉진 기술 로드맵'을 발표하였다. 이에 따라 각각 2019년까지 1255억 원, 2021년까지 250억 원을 투자해 그래핀의 사업화를 지원하는 중입니다.

그래핀 시장의 규모는 2017년 8500만 달러(954억 원)에서 2018년 2억 달러(2245억 원)로 성장할 것으로 전망되며 2023년에는 시장규모가 10억 달러(1조 1225억 원)를 넘어설 것으로 전망하고 있습니다. 

그러나 상용화가 활성화되기 위해서는 앞으로 5년에서 10년정도의 기간이 필요하다는 회의적인 시각이 존재하지만 그래핀관련 기술의 상용화가 별탈없이 진행된다면 높은 전기적특성을 활용한 초고속 반도체, 투명전극을 활용한 휘는 디스플레이, 높은 전도도를 이용한 고효율 태양전지분야 등 다양한 전자정보 산업분야에 활용이 기대되고 있습니다. 

이상으로 무한한 가능성을가진 꿈의 신소재로 불리는 그래핀에 대해서 알아보았습니다. 

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