그래핀이란?

슈퍼 소재로 선전되는 소재는 거의 없으며, 이러한 소재로 인식되기 위해서는 꽤 놀라운 기능이 필요합니다. 그래핀은 상대적으로 최근에 발견된 소재로 강하고 가벼운 것과 같은 여러 흥미로운 특징을 가지고 있습니다. 과학자들과 연구원들은 그래핀을 생산하기 위한 새로운 기술을 연구하고 잠재적인 용도를 탐색하면서 열심히 일하고 있습니다.

그래핀은 탄소의 인공 동소체 또는 형태입니다. 흑연과 같은 육각형 구조로 되어 있지만 원자 1개 두께의 시트로 매우 가볍습니다. 기술적으로 다층 시트는 약 30개 층까지 그래핀이라고 하며 그 이후에는 흑연이라고 합니다.

그래핀이 사용하는 육각형 구조에서 사용 가능한 전자 4개 중 3개는 다른 탄소 원자 3개와 강한 시그마 결합을 형성합니다. 최종 사용 가능한 전자는 전체 그래핀 시트를 자유롭게 이동할 수 있습니다. 탄소 원자당 자유 전자는 그래핀을 전기 전도성으로 만들고 연구에 따르면 구리보다 전도성이 더 높을 수 있습니다. 3개의 강한 결합은 그래핀을 깨지기 어렵게 만들어 동등하게 두꺼운 강철 시트를 만든다면 그래핀은 가장 강한 강철보다 100배 더 강할 것입니다.

광학적 빛의 2.3%만 흡수되어 그래핀이 거의 투명하게 보이도록 합니다. 이는 주로 단일 원자 두께 때문입니다.

그래핀의 결합된 강도, 무게 및 투명도는 2010년 두 명의 선구적인 연구원이 수상한 노벨상에서 설명되었습니다. 그래핀의 1제곱미터 시트를 해먹으로 만들면 4kg의 고양이를 지탱할 수 있고, 거의 완전히 투명하고 무게는 0.77 밀리그램으로 고양이 수염 중 하나에 불과합니다.

그래핀에 대한 연구는 의학, 전자, 환경 등 다양한 연구 분야에서 수행되고 있습니다. 상업용 애플리케이션의 주요 제한 요소 중 하나는 역사적으로 비용이었습니다. 그러나 그래핀이 처음 만들어진 이후 10년 동안 그래핀을 만드는 비용이 크게 떨어졌으며 이는 상업적 응용이 나타나기 시작했음을 의미합니다.

소비자들이 언젠가는 변화를 일으키는 그래핀을 보게 될 주요 산업 중 하나는 배터리가 될 것입니다. 연구에 따르면 그래핀은 몇 시간이 아닌 몇 분 안에 충전할 수 있는 현재의 리튬 배터리보다 더 작고 가벼운 패키지에 많은 양의 전력을 저장할 수 있습니다. 그래핀 배터리는 또한 유연하여 쉽게 말리거나 다양한 모양으로 성형할 수 있습니다.