▲ 오일권 카이스트 교수.

해수담수화플랜트에 응용 가능한 그래핀 코팅기술이 개발돼 내부식성이 필요한 장비에 다양하게 응용될 것으로 기대되고 있다.

미래창조과학부(장관 최문기)는 최근 오일권 카이스트 기계항공시스템공학부 교수 등 국제 공동연구진이 구리 표면의 굴곡을 그대로 살려 표면을 따라 그래핀을 코팅하는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

이번 연구는 카이스트(KAIST) 기계항공시스템공학부 오일권 교수 연구팀 김건태 연구원(제1저자), 생명화학공학과 김수지 학부생(제1저자) 및 미국 렌슬러공대 코라트카(Koratkar) 교수 등이 공동으로 수행했다.

연구결과는 재료분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스지(Advanced Materials) 온라인판 5월3일자에 게재됐다.

연구팀은 전기도금으로 거칠게 만들어 소수성을 띠는 구리(Cu) 위에 그래핀을 직접 합성하는 방식으로 표면의 굴곡을 그대로 살려 물을 흡수하지 않는 소수성이 그대로 유지되도록 하는 데 성공했다.

또한 화학기상증착법으로 그래핀을 소수성 구리 기판 위에 합성하면서 동시에 코팅하는 경우 표면에 영향을 미치지 않을 수 있음을 알아냈다.

이에 이번 연구를 통해 물에 젖지 않도록 거칠기는 그대로 유지하면서 그래핀으로 인해 내부식성과 열전도도를 향상시킬 수 있어 해수담수화 장비나 열교환기 등 물 포집 기능이 필요한 장비의 효율향상에 기여할 것으로 기대되고 있다.

실제 그래핀이 증착된 소수성 구리 기판은 고온(200℃) 환경과 소금물 속에서도 5시간 동안 산화와 부식이 일어나지 않고 표면 소수성을 유지하는 것으로 나타났다.

또한 일반 구리 기판보다 30% 가량 더 많은 양의 수증기를 물방울로 응집시킬 수 있는 것으로 보고됐다.

오일권 교수는 “이번 연구에서 개발된 기술은 소수성 구리 기판 위에 높은 열전도도와 내부식성을 부여할 수 있어 이를 해수담수화 플랜드에 응용하면 효율성 향상에 기여 할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

▲ 소수성 표면 위 그래핀 합성방법.