서울대재료공학부 윤의준 교수와 이건도 연구교수가 영국 옥스퍼드대와의 공동 연구를 통해 꿈의 신소재 그래핀의 활용 가능성을 더욱 확대할 수 있는 연구결과를 얻게 되었다고 20일 밝혔다.

서울대는 옥스퍼드대와 공동 연구를 통해 그래핀의 모서리에 다른 원소가 흡착되지 않은 순수한 탄소로만 이뤄진 구조가 존재함을 밝혔다. 이를 이용하여 그래핀을 이용한 가스센서나 에너지 변환과 저장, DNA 분석 등 응용 가능성을 확대했다.

그래핀은 탄소로만 이뤄진 이차원의 구조물로서 탁월한 전기 전도성과 휘어지는 성질이 있어 차세대 소재로 손꼽힌다. 특히 모서리 구조에 따른 흥미로운 자성현상이 발견되면서 차세대 소자로서의 가능성을 보여 왔다.

그러나 그래핀의 제조과정에서 모서리에 원하지 않은 불필요한 원소들이 흡착돼 원하는 응용을 위해서는 이를 먼저 제거해야하는 등 그래핀의 직접 응용에 한계가 있었다. 서울대 이건도 연구교수는 “그래핀 모서리에 불필요한 원소들이 달라붙는 문제는 극복해야 할 과제였다”며, “이번 연구를 통해 불필요한 원소를 제거하는 수고 없이도 그래핀 모서리에 원하는 원소를 흡착해 다양하게 응용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

서울대 연구팀은 분자 동역학 전산모사 등 계산을 수행하고 옥스퍼드대 연구팀은 고해상도 전자현미경 실험으로 성공적인 공동 연구를 실시했다. 그 결과 그래핀의 모서리에 탄소원자로만 이뤄진 깨끗한 구조가 존재함을 고해상도 전자 현미경 분석과 이론 계산을 통해 증명했다.

이 연구결과는 세계적인 학술지 네이처의 자매지인 네이처커뮤니케이션즈 1월호에 게재되었다.