학문
그래핀 양산이 되지않는 가장 큰이유가 무엇인가요?
안녕하세요~~~
그래핀파우더가 아닌 필름 형태의 그래핀이 아직도 제대로된 양산이 되지 않는 이유는 무엇인가요? 불가능한것 인가요?
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
그래핀 필름이 양산되지 않는 가장 큰 이유라면 저는 품질과 생산성의 균일성을 맞추기 힘들기 때문이라고 생각합니다. 처음 노벨상 받을 때는 스카치 테잎으로 만들어 졌지만, 최근 대면적 구현을 위해서 CVD 같은 공정을 적용하고 있습니다. 면적이 커지면 커질수록 그 결함이 상당히 증가하게 됩니다. 그리고 이걸 만들어서 전사 과정에서도 상당한 손상과 오염이 발생될 수 있습니다.
이런 문제들이 해결이 되어야지 양산화가 가능하지 않을까 생각해봅니다.
감사합니다.
그래핀이 처음 만들어진 것이 스카치 테잎으로 흑연의 한층을 떼네면서 등장했었습니다. 실험실 수준에서는 그래핀의 제조가 우수한 품질로 만들어 질 수 있습니다.
문제는 대면적에 동일한 퀄리티를 가지는 공정 자체가 매우 까다롭습니다. 그래핀 자체가 탄소 한층 또는 수 층이기 때문에, 이걸 다루기도 쉽지 않고, 요즘은 CVD 공정으로 성장하는데, 전이 과정에서도 균열이나 오염, 주름 등이 발생되기 때문에 품질이 상당히 떨어지게 됩니다.
품질적인 부분, 공정적인 부분, 비용적인 부분들이 문제가 된 셈인 것이죠.
안녕하세요. 박재화 박사입니다.
필름형태의 그래핀이라면 결국에는 대면적이 필요로 하는 것입니다.
그래핀 뿐만 아니라 어떤 소재던지 양산화, 대면적이라는 말이 들어가면 기존의 TRL 낮은 단계에서 진행하던 것과는 다른 결과값들이 나올 수 있고, 또 다른 기술개발이 요구되는 경우가 많습니다.
그래핀의 경우도 넓은 면적을 균일하게 만들어 내는 것이 쉽지 않습니다. 탄소원자 한층이기 때문에 옮기는 과정에서도 문제가 발생될 수 있고, 결함이 쉽게 발생될 수 있습니다. 결국에는 고품질, 대면적, 저비용을 동시에 만족을 시켜야 양산화가 가능한데, 이것이 아직은 힘든 단계가 아닐까 생각됩니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
그래핀 필름이 대량생산이 어려운 가장 큰 이유는 원자 한 층 수준의 균일한 구조를 넓은 면적으로 결함없이 만드는 공정 제어가 매우 까다롭기 때문이며 특히 CVD 방식은 품질과 크기 생산성 사이에서 타협이 필요합니다 또한 구리 같은 기판에서 그래핀을 떼어내 다른 소재로 옮기는 전사 과정에서 찢어짐 주름 오염이 발생해 전기적 성능이 크게 떨어지는 문제도 있습니다 그래서 완전히 불가능한 것은 아니지만 고품질 대면적 저비용을 동시에 만족시키는 기술은 아직 부족해 산업적 양산이 제한적인 상황입니다
안녕하세요.
그래핀 필름 양산이 어려운 이유는 동일한 품질을 유지하면서 대면적으로 구현하는 것 자체가 힘들기 때문입니다.
그래핀은 결국 원자 한층입니다. 연구실에서는 정말 심혈을 기울여서 좋은 그래핀을 논문을 위해 만들어 낼 수 있겠지만, 대면적의 결함 없는 균일한 생산 공정은 상당한 난이도를 요합니다.
다양한 그래핀 제조 방법이 제안되고 있지만, 아직까지는 생산비용이나 난이도가 높아 대량 양산이 늦어지고 있다고 볼 수 있을 것 같습니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
그래핀은 2004년 발견된 물질로 이 연구결과로 2010 노벨상까지 받았던 신소재 였습니다.
현존하는 물질중에 가장 얇으면서 강도도 높고 전도성이 구리보다 100배 이상 높아 차세대 반도체 재료로 각광 받았습니다.
하지만 대량생산이 어렵고 생산을 하더라도 순도가 높은 품질의 그래핀을 만드는것 또한 어렵기 때문입니다.
또한 반도체로 사용하기 위해서는 여러가지 한계가 존재하는데 만든 그래핀을 반도체 웨이퍼 위에 옮기기도 어렵고 옮기는 과정에서 쉽게 주름이 지거나 형태가 뒤틀리게 되면 전기가 제대로 흐르지 않았기 때문입니다.
그리고 반도체의 경우 산업의 쌀이라 불릴 정도로 다양하고 많이 사용되기에 대량생산이 필수적이나 그래핀의 경우 필름으로 만드는데 들어가는 비용이 비싸고 반도체급으로 만드는데 들어가는 비용은 100배 이상 들어가기에 불안정한 소재에 많은 돈을 쓰는 것은 경제적으로 비효율적이기 때문입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)