[사이언스] 꿈의 신소재 그래핀, 방탄복·연료전지 속으로

[사이언스] 꿈의 신소재 그래핀, 방탄복·연료전지 속으로

☞그래핀(graphene)

탄소 원자가 6각형 벌집 모양으로 연결된 평평한 판(板) 형태 물질. 철보다 200배 강하고 전기는 구리보다 100배 더 잘 통한다. 투명하고 잘 휘는 특성도 있다. 휘어지는 디스플레이 등에 쓰일 차세대 소재로 주목받고 있다.

▲ 총알 막는 그래핀 - 이산화규소(실리카) 탄환을 초음속의 속도로 발사한 실험에서 그래핀은 에너지 흡수력이 철의 10배나 되는 것으로 나타났다. 철보다 방탄 효과가 10배인 것. 그래핀은 탄환에 맞은 부위가 금이 가면서 운동 에너지를 순식간에 전체로 분산하는 것으로 밝혀졌다. (자료: 미 메사추세츠대)

[분석]

[요약]

[가장 강하고 얇은 '탄소 물질']
철 10배 방탄효과… 기존소재 2배, 그래핀 100만장 겹쳐도 두께 0.3㎜

탄소 원자들이 벌집 연결.

다이아몬드보다 강도 2개 강해.

그래핀은 전자기기~콘돔~ 적용 '꿈의 신소재'

친환경에 에너지원인 연료전지와 방탄복(그래핀이 바꿀 신제품 목록)

수소는 통과시키고 총알은 막아내는 그래핀의 '바법'같은 성질 덕분.

*연료전지는 수소가 전자와 양전기를 띤 수소이온(양성자)으로 분리되면서 나오는 에너지를 이용한다.전자는 외부 전선으로 이동하면서 전류를,수소이온은 홀로 분리막을 통과해 반대편 전극에서 전자,산소와 만나 물이 된다.

그래핀 구조에 온도를 높이니 수소이온을 육각형 구멍으로 쥐어짜듯이 통과.

현재는 연료전지의 분리막에 고분자 물질인 나피온이 주로 쓰임.두께가 근데 두꺼운 편이라 수소이온 전달 효율이 낮고,수소 연료가 새기도 한다.

두께가 얇으면서도 수소이온만 골라내는 그래핀.

또

현재 방탄복 소재로 쓰이는 합성섬유 케블라보다 2배 강한 방탄 물질.

그래핀의 장점은 워낙 얇아서 100만장을 겹쳐도 두께가 0.3mm.

현재 방탄복과 같은 두께로 만들면 방탄 능력이 수십 배 증가.