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[그래핀 페인트] 그래핀 "도색"을 가능하게 하는 간단하고 새로운 방법. 연구원들은 그래핀을 물에 분산시켜 그래핀 기반 잉크나 페인트를 만드는 간단한 방법을 발견했다. 그래핀 산화물은 안정적인 수분 분산을 위해 만들 수 있는 물질의 다른 형태이며, 그래핀 페인트의 일종으로 사용될 수 있다

운영자 | 기사입력 2020/02/24 [15:02]

[그래핀 페인트] 그래핀 "도색"을 가능하게 하는 간단하고 새로운 방법. 연구원들은 그래핀을 물에 분산시켜 그래핀 기반 잉크나 페인트를 만드는 간단한 방법을 발견했다. 그래핀 산화물은 안정적인 수분 분산을 위해 만들 수 있는 물질의 다른 형태이며, 그래핀 페인트의 일종으로 사용될 수 있다

운영자 | 입력 : 2020/02/24 [15:02]

 

김나윤 기자  

      입력 : 2020.04.29 08:09   
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그래핀은 다재다능할 수 있지만, 한 가지 그닥 좋지 않은 점은 물에 분산된다는 것이다. 이제, 우메오 대학의 연구원들은 그 점을 해결하는 비교적 간단한 방법을 발견했다. 그래핀 산화물은 안정적인 수분 분산을 위해 만들 수 있는 물질의 다른 형태이며, 그래핀 페인트의 일종으로 사용될 수 있다.

그래핀은 본질적으로 6각형 패턴으로 배열된 탄소 원자의 2차원 시트다. 이 믿을 수 없을 정도로 단순한 물질은 다양한 유용한 특성을 가지고 있다. 그래핀은 믿을 수 없을 정도로 가볍고, 얇고, 유연하지만, 강하다. 전기와 열 전도성도 뛰어나 전자제품부터 물 필터, 의류에 이르기까지 모든 분야에서 활용되고 있다.

이상적으로, 그래핀을 올바르게 배열하는 한 가지 유용한 방법은 그래핀을 물에 분산시키는 것이다. 그런 다음 이 용액을 표면에 칠하거나 분사하여 슈퍼카패시터 전극이나 전도성 코팅 등을 만들 수 있다.

문제는 그래핀과 흑연이나 탄소나노튜브와 같은 유사한 형태의 탄소가 소수성이어서 물을 밀어낸다는 점이다. 가혹한 유기 용매 또는 기계적 처리를 사용하여 분산시킬 수 있지만 전자는 독성이 있으며 후자는 결함을 초래할 수 있다.

 

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금속 호일에 도장된 후 보관 중인(하단 열) 연구팀의 그래핀 분산

이제, 우메오 팀은 그래핀 분산을 만드는 놀랄 만큼 간단한 방법을 찾아냈다. 비결은 친수성인 산화 그래핀을 대신 사용하는 방법이다. 그래핀 산화물과 그래핀, 활성화된 그래핀, 다공성 및 활성화 탄소와 같은 다른 소수성 탄소의 입자를 결합해 안정적인 그래핀 분산을 만들 수 있었다. 며칠이 지나도 용기 바닥에는 아무런 물질도 가라앉지 않았다.

한 실험에서, 연구팀은 탄소 나노튜브를 추가하고 혼합물로 슈퍼카패시터 전극을 만들려고 시도했다. 그들은 분산액을 금속성 포일에 도포한 다음 건조하여 200 °C(392 °F)로 가열했다.

이 연구의 저자 알렉산드르 탈리진은 "결국 우리가 얻는 것은 표면적이 다소 높고 전도성이 좋으며 슈퍼카패시터의 전기 저장 성능이 우수한 전도성 전극 물질의 박막"이라고 밝혔다. "높은 표면적은 (예를 들어) 활성화된 그래핀의 마이크로미터 크기의 입자에 의해 제공되며, 나노튜브와 열 감소 그래핀 산화물은 입자 간의 전기적 접촉이 원활합니다."

연구원들은 이 새로운 방법이 산업 생산을 위해 쉽게 확장될 수 있다고 말한다. 그들은 해당 기술에 대한 특허를 신청했다.

 
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