인하대 박성진 교수, 네이처 커뮤니케이션스 논문 게재

(아주경제 기수정 기자)인하대(총장·이본수) 물리화학부 화학과 박성진(35, 주저자) 교수 연구팀과 김용현 교수 연구팀(KAIST 나노과학기술대학원, 40, 공동저자)이 참여한 나노그래핀의 화학구조 규명에 관한 논문이 국제적 권위지인 네이처(Nature)의 과학 분야 자매지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 2012년 1월호 (1월 24일 출간)에 게재됐다.

이번에 게재된 인하대·KAIST 공동연구팀의 논문, 「Chemical structures of hydrazine-treated graphene oxide and generation of aromatic nitrogen doping(히드라진으로 처리된 그래핀 옥사이드의 화학 구조 및 질소 도핑 규명 )」는 분광학적인 방법을 사용해서 나노그래핀 소재의 자세한 화학구조와 생성원리, 그리고 전기적 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 분자단위가 나노그래핀 내에 존재함을 규명했다.

이 연구결과를 통해서 나노그래핀의 구조와 특성을 근본적으로 이해할 수 있게 됐고, 이를 이용해서 여러 응용 분야에 나노그래핀 소재를 이용할 수 있는 새로운 가능성을 열게 됐다.

나노그래핀 소재는 연필심에 들어가는 재료인 값싼 천연 흑연을 이용해서 대량으로 만들 수 있는데 전 세계적으로 여러 응용 분야에 적용되고 있음에도 불구하고, 지금까지 자세한 분자구조와 생성원리, 전기적 특성의 원인 등이 규명되지 않았다. 이 때문에 나노그래핀 소재의 성능 개선 및 응용 목적에 맞춘 소재의 변형이 불가능했다.

본 연구의 결과를 바탕으로 배터리, 초고용량 축전지, 투명전극, 초경량 고강도 복합재료 등에 나노그래핀 소재를 광범위하게 응용할 수 있는 가능성이 열렸다.

연구결과를 이용한 예로써 KAIST 신소재공학과 김상욱 교수 그룹에서는 이러한 나노그래핀의 전기특성 원리를 적용하여 기존의 그래핀 박막 중 가장 전기 저항이 낮은 고품질 투명전극용 그래핀 박막을 제조했고 차세대 디스플레이에 적용할 수 있음을 나노 분야 저명 학술지인 ACS Nano에 보고했다.

이번 연구는 미국 텍사스 주립대-오스틴의 Ruoff 교수팀, 미국 일리노이 주립대-시카고 Ishii 교수팀, KAIST 김상욱 교수팀이 공동으로 참여했다.