한국과학기술연구원(이하 KIST)은 18일 배수강 양자응용복합소재연구센터 박사, 이성호 탄소융합소재연구센터 박사 공동팀이 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile·이하 PAN)이라 불리는 고분자 물질로 제작된 탄소섬유를 이용해 질소가 도핑된 그래핀 양자점을 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 PAN계열 고분자 섬유를 기반으로 한 탄소섬유를 산성 용액에서 가열해 합성하는 '하향식 접근법'을 이용해 균일한 크기의 분포도를 가지는 수 나노미터 크기의 탄소 구조체를 합성했다. 특히 수명을 다한 PAN 탄소섬유와 복합소재를 사용할 수 있어 원료물질의 비용부담이 없이 그래핀 양자점을 합성할 수 있게 됐다.
연구팀은 탄소섬유 복합소재를 생산, 사용하는 산업체에서 ‘리싸이클(recycle)’을 넘어 기존 물질보다 가치가 큰 ‘업싸이클(upcycle)’ 기술을 제시한다는 측면에서 연구 의의를 높게 봤다.
배 박사는 “추가적인 후처리 공정 없이 이종 원소를 효과적으로 도입해 특성 향상과 경제성을 크게 높였다”며 “앞으로 탄소나노소재를 함유한 복합소재 분야 발전에 다양하게 응용될 것”이라고 말했다.
정재훈 기자 jjh119@cctoday.co.kr