▲ UNIST 자연과학부의 로드니 루오프 특훈교수(기초과학연구원 다차원 탄소재료 연구단장)팀이12번 접어서(folding) 그래핀 복합체를 만들고, 기계적 특성까지 높일 수 있다는 사실을 밝혔다. 사진은 연구팀 모습.

'꿈의 신소재'라 불리는 그래핀 복합체를 종이처럼 접어서 기계적 특성을 강화시킨 연구 결과가 나왔다.

종이를 접을 수 있는 최대치가 12번이라고 알려져 있는데, 그래핀 복합체도 12번 접었다.
  
UNIST(울산과학기술원)는 자연과학부의 로드니 루오프 특훈교수(기초과학연구원 다차원 탄소재료 연구단장)팀이 12번 '접어서(folding)' 그래핀 복합체를 만들고, 기계적 특성까지 높일 수 있다는 사실을 알아냈다고 밝혔다.

이번 연구는 2002년 미국의 고등학생이었던 브리트니 갤리반(Brittney Gallivan)의 실험에서 비롯됐다.

당시 브리트니는 1200m 길이의 종이를 12번이나 반으로 접었다. 당대 최고의 수학자들도 종이는 최대 7번까지 반으로 접을 수 있다고 생각했는데 이를 뒤집은 것이다.

연구진은 A5 크기의 그래핀에 400나노미터(㎚) 두께의 폴리카보네이트 필름을 코팅하고, 12번 접어서 '그래핀-폴리카보네이트 적층복합체(그래핀 복합체)'를 만들었다.

▲ 브리트니 칼리반이 접은 종이와 루오프 교수팀이 접은 그래핀 복합체.

그 결과 4096층을 가진 3㎜ 두께의 덩어리 물질이 만들어졌다.

이 물질의 기계적인 특성을 측정하자 영 계수와 강도, 인성 계수가 각각 73.5%, 73.2%, 59.1%만큼 향상됐다고 연구진은 밝혔다.

그래핀이 1000분의 1도 첨가되지 않았는데 기계적 특성인 강도 등이 크게 강화된 것.

이는 접힌 구조물에 층간 상호작용이 나타나 변형 에너지를 더 많이 저장할 수 있기 때문으로 분석된다고 연구진은 설명했다.

루오프 교수는 "이번 연구는 2차원 물질을 적층시켜 3차원 다층 복합체를 설계하는 데 큰 도움이 될 것"이라며 "특별한 기능성을 갖는 다양한 2차원 나노물질들을 결합해 에너지 저장과 변환, 열 관리 등으로 응용할 크기의 재료를 확보할 수 있을 것"이라고 전망했다.

이번 연구는 세계적 학술지인 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 11일자 온라인판에 발표됐다.

뉴시스  newsis.com

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