나노기술 및 정책 정보

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● 중국과학원 화학연구소의 마융메이 연구원 연구팀이 결함이 거의 없는 평면 그래핀 시트(flat graphene sheet)의 조립을 제어하여 높은 전도성과 열전도성을 갖는 유연한 그래핀/나프탈렌 술폰산염(GN) 복합 필름을 개발

● 그래핀 기반 복합소재의 전도성과 열전도율이 예상보다 낮은 이유는 높은 하중이 작용하는 가운데 그래핀의 결함과 공간 분포를 최적화하기 어렵기 때문

● 조립 후의 GN 복합 필름은 1.25×105S/m에 이르는 양호한 전도성과 우수한 면내(面内) 열전도율(300W/m‧K)을 나타내었으며, 박막 두께가 25μm(마이크로미터)일 때 37dB의 높은 전자기 차폐 성능을 나타냄으로써 기존의 mm(밀리미터) 두께 그래핀 복합 필름보다 우수한 경쟁력을 보유

● 해당 필름이 우수한 성능을 보유하고 있는 이유는 높은 하중이 작용하는 가운데 소량의 결함을 보유하고 있는 그래핀이 복합 소재 속에서 고도의 배향(highly orientated)된 구조를 형성하기 때문

● 연구팀이 제시한 전략은 비교적 낮은 원가로 오염이 없이 그래핀 복합 소재를 제조하는 전략으로 나노 전자 디바이스의 에너지 저장과 열 관리 분야에서 큰 응용 잠재력을 보유

※ 용어설명

- 그래핀(Graphene): 탄소 원자를 안정적으로 펼친 구조로, 두께는 0.2nm(나노미터)인 단층으로 구성되어 매우 얇지만, 전기전도도는 높은 신소재

※ ACS Appl. Nano Mater 게재(2021.11.18.), “Graphene/Naphthalene Sulfonate Composite Films with High Electrical and Thermal Conductivities for Energy Storage and Thermal Management in Nanoscale Electronic Devices”