그래핀 멤브레인 특성 실험으로 규명한 세계 첫 논문

국내 대기업 연구진 등이 고어텍스보다 성능이 수백 배 뛰어나 슈퍼필터로 불리는 ‘그래핀 멤브레인’ 개발을 앞당기는 획기적인 연구 결과를 내놓아 화제다. 그래핀 멤브레인의 특성을 실험을 통해 밝혀낸 논문은 세계 최초다.

LG전자는 18일 스위스 연구진과 함께 작성한 ‘그래핀 멤브레인’ 논문이 과학 학술지 사이언스지에 게재됐다고 밝혔다. 그래핀은 탄소로 이뤄진 신소재로 강도는 강철의 200배에 달하지만 신축성이 뛰어나 휘거나 접히는 액정의 소재로 주목받고 있다. 멤브레인은 액체나 기체의 특정성분을 선별적으로 통과시키는 필터로 대표적인 것이 등산복으로 많이 쓰이는 고어텍스다.

LG전자 소재부품연구소의 계정일(왼쪽)·이창호(오른쪽) 수석연구원과 스위스 취리히 연방공과대학 박형규 교수팀은 수처리와 공기정화를 위한 소재원천기술을 확보할 목적으로 그래핀 멤브레인을 연구, ‘원자단위로 얇은 그래핀 멤브레인의 극한 투과특성’에 관한 논문을 사이언스에 싣는 성과를 거뒀다. 연구팀은 그래핀을 소재로 만든 멤브레인에 ‘집속 이온 빔’ 장비로 직경 10㎚(나노미터)∼1㎛(마이크로미터) 크기의 기공을 수백만개 만들고 나서 크기에 따라 물과 기체가 통과하는 정도가 어떻게 다른지 비교했다.

그 결과 그래핀 멤브레인을 쓰면 물의 투과 특성은 기존 물처리 멤브레인 대비 5∼7배, 증기 투과 특성은 기존 고어텍스 소재 대비 수백배 이상 향상되는 점도 밝혀냈다. LG전자 관계자는 “그래핀 멤브레인이 상용화되면 폐수정화나 공기정화 기기 등에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

김양진 기자 ky0295@seoul.co.kr