머리카락 굵기의 1만분의 1 정도인 10 ㎚ 이하의 두께로 강철의 100배 이상 강도를 가진 나노 소재인 그래핀을 이용한 초박막 고내구성의 나노고체윤활막이 세계 최초로 개발됐다.

한국기계연구원(원장 이상천)은 나노역학연구실 이학주 박사(사진)팀이 그래핀 나노고체윤활막을 개발했다고 14일 밝혔다.

이 박사팀이 개발한 그래핀 나노고체윤활막 기술은 가로 7 ㎝, 세로 7 ㎝ 크기의 넓은 막을 만들 수 있어 용도가 다양하고, 원하는 표면에 손쉽게 코팅할 수 있다. 또한 그래핀의 뛰어난 신축성으로 구부러질 수 있는 전자소자의 표면을 보호하는 코팅막으로도 사용할 수 있다. 10 ㎚ 이하의 초박막이지만 기존 고체 윤활제로 널리 쓰이고 있는 벌크 그라파이트와 비슷한 마찰 저감효과를 지닌다.

이러한 그래핀 나노고체윤활막은 기계소자간의 간극이 너무 좁아 기존의 유체를 이용한 윤활방법을 적용할 수 없는 미세전자기계시스템 (MEMS)이나 항공우주 부품 등에 적용돼 시스템의 수명과 성능, 부품의 내구성을 최소 2배 이상 향상시킬 것으로 기대된다.

이학주 박사는 “이번 기술 개발로 ‘꿈의 소재’로 불리는 그래핀의 응용분야가 개척돼 새로운 시장이 열릴 것으로 기대된다”며 “2015년부터 본격적으로 그래핀 상용화가 시작되면 큰 파급효과가 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 나노소재 분야의 저명한 국제학술지인 ASC Nano에 게재됐으며, 나노과학 및 기술 분야의 인터넷 뉴스 사이트 Nanowerk에서 스포트라이트 기사로 소개됐다.

한편, 국내 조사기관에 따르면 그래핀 관련 시장은 2015년 12억달러, 2030년에는 6,000억 달러 규모로 성장할 전망이다. 이 가운데 그래핀 코팅막 관련 시장은 75억 달러로 예상되고 있다.