최근의 노벨물리학상을 수상한 안드레 가임, 콘스탄틴 노보셀로프가 발견한 그래핀에 대한 관심이 높아지고 있다. 그래핀 실험을 통해서 신소재를 개발할 수 있게 됐으며 이것을 이용해서 속도가 빠른 컴퓨터 제조를 가능하게 해서 전자공학의 제조 혁신을 불러 올 수 있을 것으로 전망 하고 있다.
그래핀은 탄소가 육각형 모양으로 연결 돼 있는 벌집모양의 평면구조 물질이다. 흑연과 마찬가지로 순수한 탄소로 이루어진 물질이다. 현재까지 인류가 발견한 가장 얇으면서도 튼튼한 물질로서 부드럽게 휘어지며 투명할 뿐만 아니라 전기존동성이 높아서 이것을 가지고 응용할 분야가 무궁무진하다.
특히 휘어짐은 디스플레이, 고효율 태양전지, 실리콘보다 전도율이 100배이상 높기 때문에 이를 대체할 수 있는 초고속 반도체 등이 미래사회의 판도를 바꿀 꿈의 소재로 주목을 받고 있다.
탄소원자들끼리 결합을 해서 육각형의 평면구조가 되면 그래핀이 되는 것이고 그래핀이 튜브형태로 말려 있게 되면 탄소나노튜브이고 축구공 모양이면 플러렌이 된다. 재미있는 것은 그래핀이 겹겹이 쌓여 있으면 흑연이 되며 흑연이 초고압 상태로 놓이게 되면 그래핀 층 사이에 결합이 형성되면서 다이아몬드가 됩니다.
출처 : http://blog.naver.com/frontierblog?Redirect=Log&logNo=100114257784
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* 콜로퀴엄 내용 *
1) 미래사회에 대한 전망 :
- 휴먼인터페이스 시스템의 대두
- 휴먼인터페이스 시스템 구현을 위한 원천기술의 중요성 ; 소재가 중요함
- 손목팔찌형, 돌돌 말 수 있는 인터페이스 출현
- 유연한 전극의 필요성
- 대면적 그래핀 필름의 신축성, 투명성, 전도막 형성
- 접고 늘려도 전기가 안정적으로 흐르는 그래핀
- 입는 컴퓨터
2) Graphene 이란?
- 산소나노튜브, 그래파이트, 플러린
- 어원 : Graphite + ene(이중결합을 의미) = Graphene
- sp2의 평면구조 , 다이아몬드는 sp3, 4각 8각보다 6각이 안정
- 지금의 연필보다 마찰이 없는 슬라이딩을 가져 쓸 때 부드러움을 더욱 느낄 수 있음
- 스카치 테이프 방법으로 분리, size = a few um ~ nm
- Mechanical exfoliation of Graphite Crystal
- 그래핀의 bend 구조 : Dirac Particle in 2-D : 금속성과 빠른 전자흐름의 이유
- 투명디스플레이 증가 : 인듐활용과 수급전망 하락
3) 기존 전극 및 바도체 소자의 한계
- 기존전극 : 딱딱한 산화물, 깨짐 - 그러나 그래핀으로 유연한 전자기기구현이 가능함.
- 실리콘 기반 반도체 기술의 한계 : 발열 ( 왜냐하면 전기저항 발생 )
4) 그래핀의 합성
- 흑연을 초음파 등을 이용하여 잘 분리하여 그래핀 필름을 얻음
- 화학증기증착법을 이용한 그래핀 합성 원리 :
니켈증착-가열-탄소증착-냉각-그래핀합성-니킬제거-에칭-그래핀 분리-전사-샘플완성
5) 그래핀의 특징 & 전망
- 아이폰은 손의 약한 전극을 감지하기 때문에 신체접촉을 피하는 것이 좋지만 그래핀은 Gap 이 없어서 전자기파를 모두 흡수하기 때문에 비교적 괜찮음.
- 휘어지는 메모리, 회로 만들 수 있음.
- 그래핀은 열방출물질로도 활용 (전자산업에 중요함)
- 투명히터, 면발광, 조명과 디스플레이의 경계가 사라질 것임.
- 투명한 쇼윈도우 가능. (현재 40%까지 가능 - 70%까지 끌어올릴 것임)
- OLED 는 산소와 수분에 취약함. - 그래핀으로 산소투과율을 높힐 수 있음.
- 캔이 패트병보다 수분투과율이 낮아서 맛도 좋음 : 그래핀은 식품보관기술에도 유용함.
- 구리는 20~50년 사이에 자원이 고갈될 것임
- 그래핀의 강도는 알루미늄과 비슷하지만 열전도도는 구리보다 큼. 따라서 전선으로 사용가능.
* 콜로퀴엄 사진 자료 *
언니언제저렇게많은사진을!!!!ㅎ
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