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▲세계 최초 그래핀 나노볼 대량생산 원스텝 공정을 개발한 코리아텍 최순목교수팀. (코리아텍)

(충남=NSP통신) 이광용 기자 = 코리아텍 에너지신소재화학공학부의 최순목 교수팀은 한국세라믹기술원과 공동연구를 통해 세계 최초로 ‘꿈의 소재‘로 불리는 그래핀 나노볼 (Graphene hollow nanospheres)을 대량 생산할 수 있는 공정 개발 논문을 발표했다.

최 교수팀이 발표한 논문 제목은 ‘One-step growth of multilayer-graphene hollow nanospheres via the self-elimination of SiC nuclei templates (SiC(탄화규소) 탬플릿의 자연 소멸을 통한 속이 빈 다층 그래핀 나노볼의 원 스텝 성장)’이다.

속이 비어 있는 그래핀 나노볼을 제조하는 기존의 기술은 먼저 Ni(니켈) 같은 금속 소재를 사용해 구형의 템플릿을 만든 다음 그 템플릿 위에 코팅된 그래핀을 제조 후 금속소재 템플릿을 제거 한다. 여러 단계의 복잡한 공정을 거쳐야하기 때문에 경제성이 떨어지는 단점이 있다.

최순목 교수팀은 “이번에 개발한 제조방법은 기존과는 다르게 원스텝 공정으로 대량생산이 가능하다”면서 “세라믹 소재인 SiC를 템플릿으로 사용하여 그 표면에 그래핀을 코팅시켜 그래핀 나노볼을 제조했다. 특이한 점은 사용한 SiC 템플릿이 공정 중에 스스로 사라지는 점이며 이 기술이 세계 최초의 원스텝 공정을 가능하게 했다. 이번 연구는 나노 소재의 대량 생산 및 산업화에 미치는 파장이 매우 크다”고 연구의 의미를 설명했다.

특히 이번 논문처럼 그래핀을 3차원의 구형으로 제조한 경우 높은 표면적을 나타내기 때문에 리튬이온 배터리, 연료전지, 캐패시터 전극소재, 촉매제, 가스 흡수제, 바이오 분야(제약) 등에 활용될 수 있다. 특히 현재 전기 및 하이브리드 자동차 산업의 급격한 발전으로 인해 배터리 분야의 소재 개발은 매우 중요시 되고 있다.

최순목 교수팀의 이번 논문은 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)' 온라인 판에 지난 10월 23일 게재되었다. 연구팀은 이번 논문의 제1저자인 박사 후 과정 연구원 1명(김병근 박사)과 대학원생 3명으로 구성돼 있다.

한편 이번 최순목 교수 연구팀의 성과는 연구재단의 ‘P-형 skutterudite 열전소재 에너지변환 특성 향상을 위한 격자응력 조절기술’과제의 지원을 통해 이뤄졌다.

NSP통신/NSP TV 이광용 기자, ispyone@nspna.com
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