Interfacial Phenomena of Low Dimentional Carbon Materials
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박수진 인하대 표면 (Surface) 연구는 내부현상으로는 설명할 수 없는 독특하면서 중요한 물리, 화학적 특성을 제시한다. 표면에 위치한 분자들은 내부방향 (Bulk)으로는 안정하나 표면방향의 결합이 끊어져 있기 때문에 흡착되는 기체, 액체, 고체에 대하여 높은 반응성을 갖는다. 특히, 접촉되는 상의 종류에 따라 흡착 (Adsorption, Solid-Gas), 젖음성 (Wettability, Solid-Liquid), 접착 (Adhesion, Solid-Solid) 계면현상 (Interfacial phenomena)으로 분류한다. 이러한 표면반응을 연구하는 표면화학 (Surface chemistry) 혹은 계면과학 (Interface science)은 기초학문분야 뿐만 아니라 반도체, 기계, 재료, 환경·에너지 등의 응용분야와 밀접하게 연관되어 있다. 탄소소재는 내열성, 화학적 안정성, 전기/열 전도성 등의 다양한 특성을 가지며, 흑연, 다이아몬드, 탄소나노튜브, 그래핀, 풀러렌을 포함하는 다양한 동소체를 가지고 있다. 탄소소재의 저차원 2D 소재로써, 그래핀 (graphene)은 탄소원자 단일층으로 이루어진 sp2 plane구조를 가진 소재로 2010년도 그래핀을 최초로 합성, 분리한 영국의 Andre Geim교수와 Konstantin Novoselov 박사에게 노벨물리학상이 수여된 이후에 높은 전기전도성 (전자이동도 >15,000 cm2·V-1·s-1), 저밀도 (0.77 mg·m-2), 투과도 (97.9%), 다이아몬드보다 우수한 열전도성 (5300 W·m-1·K-1), 높은 인장강도 (130 GPa) 특성으로 활발히 연구되고 있다. 더욱이, 4차 산업혁명시대에 맞추어 전자기기 소재의 다기능, 소형화, 고집적화가 요구되고 있으며, 우수한 화학적, 물리적 특성을 가지는 그래핀소재는 소재산업의 주요기술로 주목받고 있다. 본 발표에서는 저차원 탄소소재의 계면현상연구와 그 응용에 대한 대표적 연구를 소개하고자 한다 |