○ 전례 없이 우수한 특성으로 인해 그래핀은 지난 십년간 가장 많이 연구되고 있는 나노재료이다. 그러나 그래핀 장점의 성공적인 활용을 위해서는 대량생산을 위한 비용효과적인 제법이 없어 어려움에 직면하고 있다. 현재 전지 전극재료, 구조용 복합재료 등의 용도에 적용하기 위한 공급량은 톤 단위가 요구된다. 따라서 이런 도전과제를 해결하기 위해 흑연으로부터 액상박리에 의한 그래핀의 저가 대량생산은 상당한 관심을 끌고 있다.
○ 이 연구는 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 농황산 및 발연황산의 조합에 의해 만들어진 3성분계로서 플레이크 흑연의 박리에 의해 GNP(그래핀나노판)의 대량생산 방법을 연구하였다. 그 결과로 얻어진 GNP는 직경이 수십 미크론이고 두께가 10−35nm이다. 3성분 매체가 액상일 때 흑연은 사이 막 이력을 완전히 잃는다. 이 방법은 실온에서 3-4h 또는 120℃에서 10min만에 흑연으로부터 ∼100% 수율의 GNP를 얻을 수 있다.
○ GNP의 전기적 특성을 밝히기 위하여 GNP 수분산액을 유연한 폴리에스터 맴브레인에 GNP를 증착하여 흑연박막을 제조하였다. 막 시트 저항은 23.4 ±4.3Ω/sq이었고 GNPs의 높은 전도성을 확인하였다.
○ 이 연구에서 화학적 방법을 도입하여 GNP를 높은 수율로 제조하였다. 이렇게 제조된 GNP은 적층에서 그래핀의 층수가 증가하면 다양한 구조로 변형이 가능하여 계층형 그래핀구조의 적층 구현이 가능하다. 그러나 그래핀 나노판의 불순물인 산화물, 형상제어 그리고 재현성 등의 단점에 대한 기술개발이 더 요구된다.
○ 국내의 그래핀 기반기술은 세계적 수준에 이른 것으로 판단되고 있지만 저렴한 가격의 고품질의 산업화를 위한 기술개발이 필요하다(정부 지원의 나노융합 2020 사업 등에 적극 참여). 국내 그래핀 연구는 성균관대와 삼성의 대면적 그래핀 CVD 합성기술, UNIST의 모서리 기능화에 의한 GNP의 제조기술, KIST의 그래핀입자의 비용매 분산 공정개발 등이 상용화 가능성이 높다.
