김관표 UNIST 교수(자연과학부, 사진)와 이한보람 인천대 교수(신소재공학과)를 중심으로 제난 바오, 스테이시 벤트 교수(이상 미국 스탠퍼드대)가 참여한 국제 공동연구팀(이하 공동연구팀)이 특정 금속을 그래핀의 결함에 선택적으로 증착해 해소하는 기술을 개발했다.
꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 태양전지나, 디스플레이, 센서 등에 적용하려면 대면적으로 제조해야 한다. 문제는 대면적 그래핀은 결정 사이에 경계면이 생기거나 금이 가는 등 결함이 나타날 수 있어 우수한 특성을 살리기 어려웠다는 점이다.
공동연구팀은 대면적 그래핀의 결함 부위가 가스(Gas)와의 반응성이 높다는 점에 착안해 ‘백금 전구체’ 가스를 결함 부위에 정교하게 흘려주면 선택적으로 흡착된다는 점을 밝혀냈다. ‘백금 전구체’는 고온에서 산소와 반응 시 백금을 생성하는 가스다.
그 결과 전도도가 높은 백금이 결함 부위에만 생성돼 기존 그래핀보다 3배 이상 향상된 전극 및 가스 센서의 성능을 나타냈다.
김관표 교수는 “그래핀 결함 해소를 넘어 성능을 개선할 수 있는 기술이다. 또 백금뿐만 아니라 금, 은 등 다른 금속의 증착도 가능하다”고 설명했다. 이번 연구 성과는 최근 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
