[경영정보론] 그래핀에 대한 이해 - 그래핀의 정의와 특성, 그래핀의 강점과 약점, 그래핀의 응용분야와 대표적 기업, 그래핀의 발전 방향

소개글

[경영정보론] 그래핀에 대한 이해 - 그래핀의 정의와 특성, 그래핀의 강점과 약점, 그래핀의 응용분야와 대표적 기업, 그래핀의 발전 방향에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 그래핀의 정의 및 특성
2. 그래핀의 강점과 약점
3. 그래핀의 응용분야 및 대표적 기업
4. 그래핀의 발전 방향

본문내용

특성을 활용하여 MIT에서는 나노미터보다 작은 구멍을 가진 그래핀이 현재 사용되고 있는 폴리머 역삼투압 방법보다 100~1,000배의 투수성을 보여 염수 담수화를 위한 고성능 막으로 사용될 수 있는 가능성을 보인다는 것을 확인하였고 그 결과 2013년 미국의 비행기 제조업체인 록히드마틴사는 강도가 강하고 오랫동안 유지가능하며 1nm보다 작은 기공을 가진 그래핀 재질의 담수화 막을 개발하는 데 성공하였다.
세 번째로 그래핀은 방호복과 경량화 수리부속 분야에도 적용이 가능하다. 최근 국내 연구진에서 그래핀 섬유를 개발하였는데 이 기술에 의한 그래핀 섬유는 거미줄보다 6배가 강하며, 방탄 조끼로 사용되는 합성섬유 케블라보다 12배 이상 우수한 성질을 가지고 있다고 한다, 또한 그래핀 섬유는 사람의 근육만큼 질기며 유연성도 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 이러한 기술이 방호복에 이용이 가능하다. 탄소섬유는 강철보다 강도가 대략 10배정도 강하지만 무게는 강철의 20% 밖에 안 도며 변형이 잘 일어나지 않고 열에도 강한 특성을 지니고 있기 때문에 방탄복의 소재로 아주 적합하다고 할 수 있다. 또한 탄소섬유의 경우 그 활용범위가 높아 섬유 외 다양한 분야에서도 적용이 가능하다고 알려져 있다.
프랑스의 에어버스사와 미국의 보잉사에서는 비행기의 날개와 동체에 탄소섬유를 적용하여 연료 효율을 상당 부분 높였으며 미 국방부에서 설계한 스텔스함 선체나 방호복 등에도 현재 탄소섬유를 적용하고 있을 정도로 이 부분과 관련하여 활발한 연구가 진행되고 있다. 이 뿐만 아니라 그래핀의 경우 전기자동차 차체 프레임에도 적용이 가능하여 무게를 감소시킴으로써 효율을 극대화 하고 있는 것을 알 수 있는데 이를 통해서 그래핀 소재가 방호복, 부품 경량화 등에 상당한 기여를 한다는 것을 알 수 있다.
4. 그래핀의 발전 방향
위에서 언급한 바와 같이 그래핀은 이미 다양한 분야에서 적용되고 활용되고 있다. 그러나 현재까지는 대면적화의 어려움, 흑연 전처리방법의 비친환경성 등 완전한 상용화를 위하여서는 아직 극복할 한계점을 가지고 있다. 위에서 언급한 바와 같이 그래핀의 경우 그 생산 방식에 따라 그래핀 플레이크와 CVD 그래핀으로 구분되는 것을 알 수 있다.
현재 그래핀 플레이크 분야에 있어서는 현재 일부 선도기업이 연구 샘플용 또는 저품질의 그래핀 플레이크 원소재와 방열필름 등을 생산, 판매하고 있는 중이며, 점착소재나 경량소재 등 다양한 제품의 상용화를 위한 개발을 진행중에 있다. 우리 국내의 경우 소재 전문기업인 동진세미켐, 한화, 대주전자재료 등이 그래핀 플레이크 생산에 관심을 가지고 연구를 진행해 나가고 있다.
그리고 CVD 그래핀 분야에 있어서는 국내외 대기업 및 선도기업들이 그래핀의 특성을 적용하여 신시장 창출이 가능한 차세대 반도체 개발을 위한 연구를 추진 중에 있으며 위에 언급한 바와 같이 미국의 비행기 제작업체인 록히드마틴에서는 해수 담수화막을, 그리고 국내에서는 삼성에서 난도체 등을 연구하고 있으며, 중견기언인 ENH, 일진머티리얼스 등에서 그래핀의 합성을 위한 동박제조 및 응용제품인 터치패널 개발을 진행중에 있다.
이렇듯 상당히 많은 기업들이 앞다투어 그래핀 관련 시장을 선도 및 연구 개발하고 있는 것을 알 수 있으며 또한 앞으로 그래핀 플레이크와 CVD그래핀에 있어 향후 새로운 과제들이 요구되고 있다. 그래핀 플레이크와 관련하여서는 포스코가 사례가 될 수 있다. 포스코는 현재 비산화 그래핀 양산 기술을 개발 중에 있고 이 기술과 관련하여서는 수~수십층의 고품질 그래핀 대량제조 기술을 확보하는 등의 추가 연구가 필요하다. 또한 그래핀 플레이크에 있어서 광범위한 응용을 하기 위해서는 고품질의 중간재 제조가 가능하여야 하는데 아직 분산, 배향 기술이 미확보되어 있기 때문에 이 분야에 대한 기술이 필요로 되어진다고 할 수 있다.
CVD그래핀과 관련하여서는 2009년 직경 1인치의 CVD 그래핀 합성 성공 후, 삼성테크윈 등 국내 연구진은 CVD 그래핀 대면적화 기술을 주도하고 있다. 이 분야와 관련하여서는 현재 CVD그래핀 합성 기술의 지속적인 발전이 있으나 ITO 등 경쟁소재 대비 특성 및 양산성의 열세로 추가 개선 필요이 필요하다고 생각한다. 또한 품질관리 부분에 있어 상용화를 위해서는 합성-동박제거-전사-회로형성 각 공정 후 그래핀 실시간 측정을 통한 품질관리가 요구되나 실시간 비파괴 검사법의 부재로 공정 및 품질 개선에 애로가 있어 이 부분에 대한 보완이 필요하다고 생각한다.

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