수분 60% 막는 `그래핀 가스차단 필름`

KIST 김명종 박사팀 개발

국내 연구진이 그래핀으로 수분과 산소를 차단하는 '가스차단 필름'을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 김명종 박사(양자응용복합소재연구센터·사진)팀은 가스차단 맞춤형 그래핀을 개발했다고 19일 밝혔다.

산소나 수분을 차단해 제품의 내구성을 높여주는 가스차단 필름은 식품포장재부터 디스플레이까지 광범위한 영역에서 활용된다. 특히 최근 주목받는 플렉서블 디스플레이 분야에서도 산소와 수분 차단 기능이 필요하지만, 기존 재료인 유리와 세라믹, 금속 등은 비용과 기술적 문제로 활용에 한계가 있었다.

연구팀은 새로운 필름 소재로 그래핀을 주목했다. 탄소 원자들이 육각형 벌집 모양으로 연결된 구조의 그래핀은 가스 같은 작은 분자단위 투과를 차단하는 효과가 있을 뿐 아니라 전기·기계·열 등 특성이 우수한 것으로 알려졌다. 연구팀은 2단계에 걸쳐 그래핀을 합성, 결점을 최대한 줄인 가스 차단 맞춤형 그래핀을 개발했다. 이 필름을 플렉서블 디스플레이 등에 쓰이는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판에 붙이자 기판에서 수분이 빠져나가는 수분 투과도가 60% 정도 감소했다.

김 박사는 "이 기술을 통해 기능성 포장재, 태양전지, 디스플레이 분야 등에서 제품 수명을 늘리고 상품 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것"이라고 말했다. 이 연구결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'에 게재됐다.

남도영기자 namdo0@