'꿈의 신소재'라 불리는 '그래핀'이 최근 여러 분야에서 쓰이고 있다. 그래핀은 흑연의 한 층이다. 연필심에 사용되는 흑연은 탄소가 벌집과 같은 육강형 형태로 배열된 평면들이 층층이 쌓인 구조인데, 이 한 층을 가리켜 그래핀이라 부른다. 그래핀은 0.2nm(나노미터)의 두께로도 매우 높은 안정성을 보장할 수 있는 소재이기에 반도체, 디스플레이, 태영전지 등의 소재로 최근 활발하게 채택되고 있다.

꿈의 신소재, 그래핀

그래핀은 여러 탄소동소체 가운데에서도 가장 뛰어난 소재로 꼽힌다. 상온에서는 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하며, 반도체에 주로 쓰이는 실리콘보다는 전자의 이동성이 100배 이상 빠르다. 최고의 열전도성을 가진 금속으로 이야기되는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높아, 난방장치의 소재로도 쓰인다. 기계적인 강도도 강철보다 200배 이상 강하고, 신축성이 좋아서 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는다.

▲ 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높고, 강철보다 200배 강한 신소재 '그래핀'

이제는 소비자들이 접할 수 있는 제품에도

그래핀의 높은 전기적 특성을 활용해 다양한 첨단 분야에서 그래핀은 쓰이고 있다. 초고속 반도체를 비롯해서 10% 이상 면적을 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는다는 점에서 플렉서블 디스플레이에도, 높은 전도도를 이용한 고효율 태양전지 등의 제품군에서 주목을 받고 있다. 그래핀이 발견된 초창기에는 산업소재로 사용할 정도의 대량생산이 쉽지 않았지만, 고품질 그래핀을 대량생산하는 업체들이 많아지면서 이제는 소비자들이 접할 수 있는 제품에도 쓰이는 상황이다.

▲ 높은 전도도를 활용해, 빠르게 열을 내야 하는 제품에 그래핀은 활용된다

그래핀이 활용되는 제품 카테고리

최근 그래핀을 적용해 주목을 받는 분야로는 미용기기 카테고리를 들 수 있다. 전기적 특성을 활용해서 빠르게 열기를 얻을 수 있는 기기에 그래핀이 적극적으로 활용되고 있는데, 대표적으로 '고데기'를 들 수 있다. 열을 활용하는 전기매트 카테고리에서는 이미 그래핀이 광범위하게 활용되는 상황이다. 그래핀을 활용한 음향기기도 출시되고 있다. 그래핀 소재로 만들어 더 나은 주파수 응답 특성을 얻고, 내구성과 열 전도성이 뛰어난 드라이버를 구현한 제품들이다. 앞으로 그래핀을 활용한 소비자용 제품의 종류는 더욱 빠르게 늘어나게 될 것으로 전망된다.

▲ 그래핀 소재를 활용한 고데기 등 다양한 분야에서 꿈의 신소재를 탑재한 제품이 출시되고 있다

최덕수 기자 press@appstory.co.kr