인천대학교 이한보람 교수(34·신소재공학과·사진)가 참여한 공동연구팀이 특정 금속을 그래핀 결함에 선택적으로 증착해 결함을 치유하는 방법을 개발했다.

10일 인천대에 따르면 공동연구팀에는 이한보람 교수를 비롯, UNIST 김관표 교수(32·자연과학부), 미국 스탠포드대의 제난 바오· 스테이시 벤트 교수 등이 참여했다.

이번 연구 소재의 그래핀은 이차원 탄소 원자구조를 갖는 나노재료로, 기계적·전기적 특성이 매우 뛰어나 ‘꿈의 신소재’로 평가 받고 있다.

그래핀을 태양전지나 디스플레이, 센서 등에 적용하기 위해서는 대면적으로 제작해야 한다.

그러나 대면적 그래핀의 경우 결정사이 경계면이 생기거나 금이 가는 등 결함이 발생해 그래핀의 우수한 특성이 저하돼 기존의 방법으로는 그래핀의 결함위치와 관계없이 비선택적으로 금속이 증착됨에 따라 결함 치유가 효과적이지 못했다.

이에 공동연구팀은 대면적 그래핀의 결함에서만 발생하는 특수한 화학적 특성을 이용해 특정 금속을 정교하게 결합시켜 그래핀의 결함을 치유했다.

그래핀 결함 부위는 가스(Gas)와 반응성이 커 ‘백금 전구체’ 가스를 흘려줄 경우 결함 부분에 선택적으로 흡착된다.

이를 통해 전도도가 높은 백금을 결함 부위에만 생성시켜 결함을 치유하고 성능을 향상시킨 결과 기존 그래핀보다 3배 이상 향상된 전극 및 가스 센서의 성능을 보여줬다.

이한보람 교수는 “본 기술은 그래핀을 이용해서 태양전지나 디스플레이 소자를 제작하는 대면적 기술에 사용하기 위해서는 필수 불가결한 후속 공정 기술이 될 것”이라고 말했다.

또 “백금뿐만 아니라 다른 값싼 금속도 적용가능하다”며 “현재 다른 값싼 금속으로 본 결함치유 특성을 얻는 연구결과가 완성 단계다”고 덧붙였다.

/김상섭기자 kss@