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[국내논문] 그래핀 및 2차원 소재의 용액 공정을 통한 제조 방법 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.20 no.3, 2017년, pp.38 - 47  

이진호 (한국과학기술원 신소재공학과) ,  김정모 (한국과학기술원 신소재공학과) ,  윤혜원 (한국과학기술원 신소재공학과) ,  김진 (한국과학기술원 신소재공학과) ,  박민수 (한국과학기술원 신소재공학과) ,  (한국과학기술원 신소재공학과) ,  (한국과학기술원 신소재공학과) ,  전석우 (한국과학기술원 신소재공학과)

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 생산 과정에서 소재의 균일한 특성 및 크기를 유지하는 박리 방식의 개발이 중요할 것으로 생각된다. 본 고찰에서는 그래핀 및 다른 2차원 소재에 적용 가능한 다양한 액상 박리법에 대해서 정리하고자 한다.
  • 본 고찰에서는 그래핀 및 2차원 소재의 용액 공정을 통한 박리 방식에 대해 기술하였다. 원료 상태에서 박리하는 방식과 원료에 변형을 주어 박리하는 방식으로 구분하여 각 방식들의 장단점을 소개하였다.

가설 설정

  • 고분자 인산(PPA)과 오산화인(P2O5)을 사용한 방식이 보고되어 있다.20) 고분자 인산이 흑연의 표면을 protonation시키면서 동시에 흑연의 층 사이로 삽입이 된다. 고분자 인산은 점도가 높기 때문에 전단력을 효율적으로 흑연에 전달한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
그래핀의 콘쥬게이션 결합 특성으로 인한 특징은? 이 때 각 탄소 원자에서 수직으로 세워진 p 오비탈이 π-결합을 통하여 콘쥬게이션(conjugation)을 이룬다. 이러한 결합 특성으로 인해 기계적 및 전기적 특성이 기존의 소재들에 비해 매우 뛰어날 뿐만 아니라 모든 탄소 원자가 평면 상에서 공유 결합으로 강하게 결합되어 있기 때문에 강철의 200배에 달하는 기계적특성(영률 ~1 TPa)을 가지고 있으며2), 다이아몬드보다 높은 열전도도(~5000W/mK)3)를 가진다 . 불포화 결합(dangling bond)이 없기 때문에 화학적 안정성이 높으며 탄소 원자 한 층으로 이루어진 매우 얇은 물질이기 때문에 높은 비표면적(2600 cm3/g)을 가지며 빛의 97.
그래핀의 광학적 특성은 어떠한가? 이러한 결합 특성으로 인해 기계적 및 전기적 특성이 기존의 소재들에 비해 매우 뛰어날 뿐만 아니라 모든 탄소 원자가 평면 상에서 공유 결합으로 강하게 결합되어 있기 때문에 강철의 200배에 달하는 기계적특성(영률 ~1 TPa)을 가지고 있으며2), 다이아몬드보다 높은 열전도도(~5000W/mK)3)를 가진다 . 불포화 결합(dangling bond)이 없기 때문에 화학적 안정성이 높으며 탄소 원자 한 층으로 이루어진 매우 얇은 물질이기 때문에 높은 비표면적(2600 cm3/g)을 가지며 빛의 97.7%4)을 투과시키는 광학적 특성을 보인다. 전기적 특성으로는 밴드갭이 없으며 구리의 100배에 달하는 전기 전도성을 가지며 실리콘의 약 100배 가량의 전자 이동도(200,000 cm2/V·s)5)를 보인다.
2차원 소재 제작 방식의 대표적인 방식은? 2차원 소재 제작 방식은 크게 Top-down 방식과 Bottom-up 방식으로 구분할 수 있다. Bottom-up 방식은 고온, 고진공 챔버에서 구리나 니켈 포일 위에 탄소 전구체를 이용하여 그래핀을 합성하는 화학기상증착법(CVD.
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참고문헌 (41)

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  40. S. H. Song, B. H. Kim, D. -H. Choe, J. Kim, D. C. Kim, D. J. Lee, J. Kim, K.J. Chang and S. Jeon, Adv. Mater., 27, 3152-3158 (2015) 

  41. W. Wu, C. Zhang, S. Hou, J Mater Sci., 52, 10649-10660 (2017) 

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