임플란트·공기정화…'그래핀 혁명'이 세상을 바꾼다
10여년 전부터 태양전지·반도체 등 일부 산업만 사용

꿈의 신소재로 각광받고 있는 물질인 그래핀의 활용범위가 비약적으로 확대돼 산업 전반에서 ‘그래핀 혁명’이 목전에 있다는 전망이 속속 나오고 있다.

최근 연구결과에 따르면 10여년 전 합성된 나노물질인 그래핀은 그동안 첨단 산업 일부에서만 제한적으로 사용돼 왔으나 이제 자동차, 일상용품 등 전통적인 산업의 거의 전 분야에서 활용될 것이 확실시되고 있다.

영국 인디펜던트 등 주요 외신은 26일(현지시간) 최근 세계적 학술지 네이처에 실린 연구 결과를 인용해 그래핀의 신축성, 투명성, 전기 전도성 등을 활용한 전자 종이, 고효율 태양전지, 차세대 반도체 등이 실험실을 벗어나 일상 생활에 자리잡을 것이라고 보도했다.

보도에 따르면 그래핀은 특히 접이식 디스플레이 장치, 웨어러블 전자기기, 전기자동차 개발 등 에너지 효율을 획기적으로 높일 수 있는 ‘녹색 에너지 혁명’을 곧 현실화할 수 있을 것으로 전망된다.

지난 2010년 노벨물리학상을 수상한 안드레이 가임 영국 맨체스터대 교수는 최근 그래핀으로 공기 중에서 수소가스를 얻어 친환경 에너지원으로 사용할 수 있는 가능성을 확인했다.

연구진은 그래핀을 통해 얻은 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 생성된 전기 에너지를 통해 연료전지 자동차의 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있다고 밝혔다.

가임 교수는 “그동안 그래핀을 대상으로 수많은 연구가 진행됐으나 그동안의 연구들이 단지 공상과학소설 속 이야기로 밖에 받아들여지지 않은 것이 사실”이라면서 “이번 연구를 통해 그래핀이 방열재, 에너지용 전극, 투명 전극, 차세대 반도체 등 다양한 방면에서 일상이 되는 상황이 코 앞으로 다가왔다”고 설명했다.

연구진은 그래핀이 수질 및 공기를 정화시키는 데 효과적으로 쓰일 수 있다고 덧붙였다.

물에 함유된 오염성 분산질이나 용질을 제거할 경우 자철석에 산화 그래핀 필름을 더하면 오염물질을 강하게 빨아들여 수질정화에 활용할 수 있기 때문이다. 그래핀이 덩어리로 뭉쳐있는 형태인 ‘흑연’을 산으로 산화시킨 것이 산화 그래핀이다.

이런 성질 때문에 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 해수담수화 효율성도 극대화될 전망이다. 이 기술은 10나노미터(nm) 크기의 자철석·산화그래핀 화합물을 오염된 물에 분사시키고 자석으로 분리하는 방법이다. 전자석을 통해 오염물질을 순간적으로 건져 물을 정화시키는 방식이다.

신문은 그래핀이 생의학적 기술에도 적용돼 파킨슨병, 뇌 질환, 암 환자에게도 희망이 될 것으로 보인다고 보도했다. 빛과 환원된 산화 그래핀을 이용해 약물 전달 효과를 극대화 할 수 있기 때문이다.

약물이 질병 부위에 효과적으로 전달되기 위해서는 빛과 온도, 초음파 등을 이용한 약물 전달 시스템이 필요한데 그래핀을 활용하면 원하는 부위에 일정 시간동안 특정한 부위에 자극을 줄 수 있다고 신문은 보도했다.

한편 파이낸셜타임스는 지난 23일 영국 맨체스터대 산하 기업 2-D테크가 인공 치아를 심는 임플란트를 시술할 경우 그래핀이 적용된다고 보도했다.

임플란트를 잇몸에 고정시키는 단계에서 강철보다 200배 이상 강한 강도의 그래핀을 응용하기로 한 것이다. 영국기술전략위원회는 이 기술에 8만 파운드(약 1억4000만원)을 지원해왔으며 임플란트 기업 에보덴탈과 함께 제품을 개발에 참여해 왔다. 신문은 제품이 내년쯤 시중에 유통될 예정이라고 전했다.

김효진 기자 bridgejin100@viva100.com