문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 그래핀 (문단 편집) == 응용 == 그래핀의 발견이 뭐가 대단하냐는 의견도 있는데 그래핀 자체의 가능성은 '''무한하다.''' 기계적 성질을 보면 그물 구조 덕분에 강도는 '''[[강철]]보다 200배''' 강하고, 면적을 본래의 120%까지 늘려도 끄떡이 없다.[* 다만 이건 순수한 단결정 그래핀일 때 이야기이다. 실험적으로는 결함이 많이 있기 때문에 면적이 클 경우 약해지므로, 쫙쫙 잘 찢어진다.] 예를 들어 주름이 없이 판판한 종이의 끄트머리를 잡고 있으면 종이가 축 늘어지지만 한번 구겨서 주름이 많이 생긴 종이를 다시 펴서 잡으면 늘어지지 않고 빳빳해지는 원리다. 그래판(그래패인, Graphane)이라는, 그래핀과 수소를 결합시켜서 만든 구조가 개발되었다. 그래핀보다 띠틈을 잘 열고 닫을 수 있기 때문에 [[반도체]]로 쓸 수 있지만 1000도 이상에서 가열해야 한다는 단점이 있을 뿐더러 산화로 인해서 그래핀의 투명성이나 월등히 높은 전기 전도성, 강도가 사라진다. 물론 금속에 비해서는 아직 전기 전도성이 높다. [[탄소나노튜브]]와 그래핀 자체가 1-D, 2-D 구조를 가지고 있기 때문에 어디에 응용할 것인가에 따라서 선택해야 할 소재가 다르다. 탄소나노튜브 역시 강도 하나는 강하고 전도성도 우수하기 때문. 다만 탄소나노튜브의 경우 크기와 물성의 조절이 매우 어렵기 때문에 사용상 한계가 있다. 가령 탄소로 이루어진 평면이 말리는 방향에 따라 금속성, 반도체성, 절연체성을 띠는 튜브가 존재하며, 하나의 튜브 안에 다른 튜브가 들어있는 multi wall 또한 쉽게 형성되기 때문에 생으로 사용하기에는 한계가 있다. 여하튼 인류가 만들어 낸 물건 중 기계적으로 가장 강한 축에 속하는 물건으로, 특히 강도 면에서는 이것보다 더 강한 강도를 가진 물건이 그래핀보다 2배 정도 강도가 더 강하다고 하는 [[탄소 나노튜브]] 이외에는 별로 없다.[* 더 정확히 이야기하면 2차원 물질이기 때문에 압축 강도는 의미가 없으며, 탄소와 탄소 사이의 공유결합 덕분에 인장 강도가 매우 높다. 다만 이는 pin hole이 없는 순수한 단결정일 때 이야기이며 대면적으로 제작 시 발생하는 결함으로 기계적 물성은 현저하게 떨어진다. 더불어 pi-pi stacking으로 자기들끼리 잘 달라붙기 때문에 탄소 나노튜브처럼 구조재료로써는 난점이 많다.] 전도도 또한 엄청난데, [[구리(원소)|구리]]의 100배에 달하는 정도이다. 굽히면 전류가 발생하는 등 흥미로운 특성도 많고, 특히 그래핀 내의 전자는 근사적으로 massless Dirac fermion에 가까운 거동을 보이기 때문에 편하게 상대론적인 효과를 관찰할 수도 있고 Klein tunneling 등 재미있는 현상이 예측되는고로 이론 [[물리학자]]들에게 좋은 떡밥이다. 응용 가능성이 무한하나 당장 가시권에 있는 것은 [[디스플레이]] 분야인데, [[터치 스크린]]과 투명 전극 시장에서 전망이 밝아 보인다. 2006년부터 [[삼성전자]]에서 양산화를 시도하던 방법은 [[성균관대학교]] 화학과 홍병희 교수(현재는 서울대)와 신소재공학부 안종현 교수(현재는 연세대)팀이 개발한 방법인데, 전도성이 썩 좋지는 않아 당장 전자장비에 이용하기는 그렇고 투명 전극으로 사용하기도 아직 전도성이 충분하지는 않지만 터치 스크린에 사용하기에는 충분한 수준이었으며 2011년에 양산에 들어가나 싶더니, 돌연 양산을 연기하였고[* 디지텍시스템스라는 협력업체에서 터진 엽기적인 주가 조작 사건 등 어른의 사정도 있었고, 애초에 그들이 만든 공정으로는 경제성이 너무 떨어져서.] 2014년 해당 방법을 개수한 신공정을 내놓았다. 하지만 이 역시 라미네이팅 기술 등이 부족했는지 경제성도 신통찮아서 산업적인 면에서는 실패였고, 언론에 널리 알리지는 못했다. 요즘은 그래핀을 응용한 콘택트 렌즈가 나오기도 하는 등 디스플레이 분야의 또 하나의 신장을 이루어 내었다. 터치 스크린 다음으로는 투명 전극인데, 현재 투명 전극으로 사용 중인 산화 [[인듐]] [[주석(원소)|주석]](ITO)은 부서지기 쉽고, 따라서 유연한 디스플레이를 만들 수 없다. 쉽게 생각해 [[유리]]를 넣었는데 휠 리가 없지 않은가. 게다가 인듐 매장량이 눈에 띄게 줄어들고 주 매장지가 [[중국]]이라 정치적인 상황에 따라 인듐 가격이 미친 듯이 오를 수 있어 대체재가 필요한 상황이었다. 그래핀은 전도성이 높을 뿐 아니라 투명하고([[가시광선]] 영역에서 98% 정도[* 현재는 그래핀보다 '환원된 그래핀 옥사이드(rGO)'를 많이 사용하는데,rGO와 같은 경우 가시광선 영역에서 투과율이 약 80%정도가 나온다.]), 기계적 성질이 우수하여 유연한 디스플레이를 만들 가능성을 열어주는 등 기존의 ITO가 가지는 문제점을 한 번에 해결할 수 있다. 그래핀은 [[탄소]]가 또 다른 탄소 3개와 단일결합을 하는 형태인데, 탄소의 최외각 전자(원자가 전자)는 4개 이므로 전자 1개는 자유 전자가 되고, 각각의 탄소가 1개의 홀(정공)을 가지게 된다. 전자는 이 홀을 통해 이동하게 되는데, 이 때 이 홀에 수소나 다른 물질을 의도적으로 결합시키면[* 마치 쉬운 거처럼 기술해 놨지만 미친듯이 어렵다. 자세한 건 한계점에 후술.] 홀을 통해 전자가 이동하지 못하게 된다. 이를 적절히 응용하여 그래핀 위에 세상에서 가장 작은 전자 회로를 만들 수 있을 것으로 예상된다. 만약 이것이 현실화된다면 물에 젖어도 고장나지 않고, 파괴될 위험도 거의 없는 엄청난 전자 회로가 될 것이다. 뿐만 아니라 반도체의 집적도를 증대시키는데 매우 필수적이다. 기존의 금속 기반 반도체의 경우, 고도의 집적화가 이루어지면, 반도체 내에서 전자가 전극을 타고 이동하는것이 아니라, 옆에 있는 연결되지 않은 전극으로 넘어가는 현상이 생긴다. 하지만 그래핀은 그런 현상이 없다. 또 위에서 말한 기계적 특성을 살려 composite을 만들면 역시 적절한 성능 향상을 꾀할 수 있다.[* 분산이 큰 문제이나 적절한 계면활성제나 binder를 사용함으로써 해결되고 있다.] [[고분자]]라든가 [[금속]], 아니면 리튬이온 전지의 전극으로 쓰이면 현재에 비해 용량도 늘고 출력 또한 강하게 만들 수 있는 등 수많은 분야에서 응용이 점쳐지고 있다. 이미 RC용 고급 고출력 배터리는 리포 그래핀으로 넘어간 상태다.[* 기존 리포 배터리는 과방전을 오랫동안 지속하면 전극이 손상되는 문제가 있지만 그래핀은 일반 리포 배터리에 비해 5배 이상 과방전에도 오랫동안 버티는 특성으로 시합 내내 고방전으로 운행하는 드론 레이싱이나 드론 축구용 배터리로 각광받고 있다. 참고로 기존 배터리들은 20회도 충전 못하고 배가 부르는 현상같이 노화 현상이 급격하게 일어난다.] 그래핀 덕분에 [[연료전지]] 상용화가 앞당겨지게 되었다.[[http://news.dongascience.com/PHP/NewsView.php?kisaid=20130212200002380428&classcode=01|#]] [[UNIST]] 백종범 교수는 쇠구슬을 이용한 볼밀링법을 통해, [[연료전지]]에 사용되는 백금 촉매를 대체할 수 있는 그래핀 촉매를 대량 생산할 수 있다고 밝혔다. 이젠 이어폰으로도 나왔다 이름만 들어도 놀랄 '[[http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=101&oid=421&aid=0002925434&viewType=pc|그래핀 블루투스 이어폰]]'.[* 하지만 정작 재생 대역폭을 고루 측정한 결과 소재는 좋았으나 제조사의 기술력 문제인지 일부 주파수 대역에서 좀 과하다 싶을 정도로 Deep & Peak 이 있어 하이앤드 또는 하이파이라 부르기엔 부끄러운 제품이다.] [* 오디오 테크니카 같이 노리고 고음역대에 카랑카랑하게 소리가 느껴지도록 Deep & Peak 을 만든게 아니라 미묘한 중역 대역에 Deep & Peak이 존재한다.] 그래핀이 진짜 사용성이 무한한 점 하나는 열 전도성이다. 전도성이 엄청나게 높기에[* 구리의 열 전도가 385W/m•k 다이아몬드가 2200인데 그래핀은 무려 5300이다.] 알루미늄이나 구리 방열판 대신 아주 얇게 필름 형식으로 만들어 방열판으로써도 사용되고 있으며, 우리가 흔히 보는 스마트폰용 쿨패드 같은 스티커 스타일의 흑연 같은게 발려진 스티커들이 질이 떨어지는 그래핀이다. 다만 그래핀 방열판은 현재 그래핀이 제대로 된 생산 자체가 되지 않고 있기에 죄다 구리 등 다른 물질에 분말로 혼합해서 판매하는데 다이아몬드도 그렇지만 탄소 동소체를 그렇게 갈아버리면 그냥 흑연 덩어리에 불과하다. 흑연과 그래핀의 열전도도는 10배 가까이 차이나기 때문에 사기를 당한 것과 같다. 또한 어차피 히트싱크가 열전도도가 아무리 좋아도 결국 냉각이 얼마나 빨리 되냐가 더 중요한데 공기나 물의 열전도도는 이런 히트싱크보다 한참 열등하기 때문에 고성능 액체냉매에 담그는게 아니면 돈을 쓴만큼의 차이가 거의 나질 않는다. 그래핀의 [[강도]]로 섬유를 만든다면 가장 가볍고 안전한 전투복과 방탄복을 만들 수 있다는 점에서 그래핀 시장에서는 그래핀을 이용한 섬유가 주목받고 있기도 하지만, [[전도체|전기 전도체]]가 될 수 있기에 [[절연]]에 대해 고려해야할 부분이 존재한다. 동시에 [[방수]] 문제, 화재로 인한 내열안정성, 난연 문제도 연구가 필요하다. RC 분야, 정확히는 배터리에도 그래핀이 이용되기도 한다. 일반적인 리튬 폴리머 배터리의 방전률이 25~60C라면 그래핀 배터리는 '''90C''' 이상 연속으로 뽑아낼 수 있다. || {{{#!wiki style="margin: -5px -10px" [[파일:moire_graphine.jpg|width=100%]]}}} || 2020년 그래핀 2장을 기울여 겹칠 경우 [[무아레]] 패턴이 나오는데, 특정한 각도에서 [[초전도체]]의 특성이 나온다는 연구 결과가 있다. [[https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1108174108|#]]저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기