국내 연구팀이 얇고 가벼운 탄소계 신소재인 ‘그래핀’을 이용해 초경량 나노복합소재를 개발하는 데 성공했다. 전자파도 차단할 수 있어 레이더에 잡히지 않는 스텔스기 등 항공기와 인공위성에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

5일 KAIST에 따르면 김준희 KAIST 신소재공학과 연구원과 홍순형 교수팀은 흑연을 화학 처리해 100nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 미만의 두께를 가진 얇은 탄소막인 ‘그래핀 나노플레이트렛(GNP)’을 개발했고, 이를 재가공해 새로운 형태의 나노복합재료를 만들었다. GNP는 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 강철보다 200배 이상 탄성이 강한 ‘그래핀’의 특성을 유지하면서도, 기존보다 두께를 늘려 안정성과 대량생산 가능성을 높인 절충형 탄소막 재료다. 이전까지는 제조할 때 스스로 엉기는 현상을 해결하지 못해 상용화의 마지막 고비를 넘기지 못하고 있었다.

연구팀은 GNP에 플라스틱의 일종인 멜라민을 화학적으로 결합시키는 방법으로 엉기지 않는 안정적인 GNP를 만드는 데 성공했다. 이렇게 만든 소재를 고분자 소재인 에폭시 안에 균일하게 분사하는 새로운 공정을 통해, 기존 GNP보다 강도가 1.4배 향상되고 탄성도 2배 좋은 가볍고 튼튼한 나노복합소재를 완성했다. 홍 교수는 “항공기와 인공위성 외에 휘어지는 투명 디스플레이에도 응용 가능하다”며 “새로운 공정으로 상용화 가능성을 높인 것도 주목할 만한 성과”라고 말했다.

윤신영 동아사이언스 기자 ashilla@donga.com