나노기술 및 정책 정보

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● 한국과학기술연구원 기능성복합소재연구센터의 안석훈 박사와 가천대학교 화학과의 김명종 부교수, 한양대학교 화학과의 강영종 교수 공동 연구팀이 자기조립 현상을 이용하여 그래핀의 고유특성을 유지하면서도 그래핀 박막의 나노구멍을 메우는 기술을 개발

● 디스플레이에 쓰이는 발광 소재들은 공기 중의 산소 및 수분에 취약해 이를 차단하기 위한 가스 차단막이 필요

● 기존에는 무기물 소재를 가스 차단막으로 이용하였으나, 여러 번 접는 폴더블 디스플레이 및 스트레처블 디스플레이에는 휘어지고 늘어지는 물성을 가진 새로운 가스 차단막 소재 개발이 시급한 상황

● 그래핀은 이러한 물성을 가지면서도 거의 모든 가스를 차단할 수 있는 이상적인 구조를 가진 탄소소재이나, 디스플레이 수준으로 크게 만드는 과정에서 생기는 수많은 나노구멍들에 의해 가스 차단성이 현저히 떨어지는 단점을 가지고 있어 상용화에 걸림돌

● 이에 연구팀은 긴 체인구조를 가지는 유기물질들이 그래핀 표면 위에서 스스로 정렬하여 유기박막을 형성하는 자기조립 현상을 이용

● 유기박막이 가스분자가 유입되는 이동통로인 그래핀의 나노구멍을 막아줌으로써 수분투과율을 기존 그래핀 가스차단막의 1/700 수준으로 낮추었으며, 유기박● 막의 두께를 나노미터 수준으로 제어함으로써 차세대 디스플레이 가스 차단막에 필요한 물성인 투명성과 유연성을 그래핀에서 유지

● 해당 기술은 차세대 가스차단막으로 그래핀의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대

※ 용어설명

- 그래핀 자기조립 현상: 그래핀 표면 위에서 유기물이 스스로 정렬하는 현상

※ Nano Letters 게재(2022.01.03.), “Two-dimensional stacked composites of self-assembled alkane layers and graphene for transparent gas barrier films with low permeability”

※ 과학기술정보통신부, KIST 기본사업, 한국연구재단(중견연구자지원사업) 지원