안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
그래핀은 두께가 약 0.34nm인 sp2 탄소 결합 기반의 2차원 평면 구조 물질로, 뛰어난 물리화학적 성질을 갖추고 있습니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.
전자의 이동 속도가 빛의 속도의 약 300분의 1에 달해 상온에서 실리콘 반도체보다 100배 이상 높은 전자 이동도를 보이며, 구리보다 전기가 잘 통하며, 열전도율이 약 5,000 W/m·K 수준으로, 대표적인 열전도 물질인 다이아몬드보다 약 2배, 구리보다 10배 이상 높아 열을 빠르게 방출할 수 있습니다. 또한, 탄소 원자 간 공유 결합력이 매우 강해 영률이 약 1 TPa에 달하며, 강철보다 200배 이상 강한, 동시에 원래 면적의 20% 이상을 늘려도 파손되지 않을 정도로 유연하고 신축성이 뛰어납니다. 원자 한 층 두께에 불과해 가시광선의 약 97.7%를 그대로 투과시킬 정도로 유리에 가깝게 투명합니다.
이외에도 이론적 비표면적이 약 2,630 m²/g에 달해, 단 1g의 그래핀만으로 축구장 절반 이상을 덮을 수 있을 만큼 표면 반응 영역이 넓으며, 탄소 원자가 육각형 벌집 모양으로 매우 밀집되게 연결되어 있어, 가장 작은 기체 원자인 헬륨조차 통과하지 못할 정도로 밀폐력이 높습니다.