포스코, 꿈의 신소재 그래핀에 역량 집중하고 있는 까닭은?

국내 대표 철강사 포스코가 작년부터 꿈의 신소재라고 불리는 그래핀(Graphene) 산업을 적극 육성하고 있어, 그래핀 소재의 특성, 개발 현황 등에 대한 궁금증이 증폭되고 있다.

그래핀은 탄소 원자로 구성된 벌집모양의 얇은 막으로 두께는 원자 1개 크기인 0.2나노미터(nm)이며 물리적, 화학적 안정성이 매우 높다는 특징이 있다.

이 같은 성질 덕분에, 그래핀은 상온에서 구리보다 100배나 많은 전류를 흘러가게 할 수 있고, 실리콘보다 100배 이상 빠르게 전류를 흘릴 수 있다. 열전도성도 탁월해 구리보다 10배나 더 열을 잘 전달한다. 강도는 강철보다도 100배 이상 강하다.

빛이 통과될 정도로 얇아 투명하기까지 하다. 또한 자기 면적의 20%까지 늘어날 정도로 신축성도 좋다. 게다가 완전히 접어도 전기전도성이 사라지지 않는다. 얇으면서도 잘 휘어지고 가볍기까지 하기 때문에 그래핀은 그야말로 차세대 소재라고 불릴 만하다.
이 같은 특성을 활용하면 투명 디스플레이 터치패널 소재, 고강도·경량 복합 소재, 웨어러블 소재 등으로 활용할 수 있기에 꿈의 소재라고도 언급된다.

다만 아직까지 그래핀 양산은 쉽지 않다.

포스코는 그래핀 산업을 보다 전문적으로 육성키 위해 작년 3월 포항시, 포항산업과학연구원(RIST), 포스텍(포항공과대학교), 그래핀스퀘어와 5자간 ‘포항 그래핀 밸리 조성 사업’을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다.

그래핀 밸리를 포항에 구축하게 된 것은 무엇보다 우수한 산·학·연 인프라가 뒷받침됐기 때문이다. 기초과학의 포스텍, 상용화 연구의 RIST, 제조공정 연구에 강한 포스코 기술연구원을 비롯해 포항가속기연구소 등 연구 인프라가 포진하고 있다.


포항 그래핀 벨리의 핵심인 그래핀스퀘어는 그래핀 양산의 핵심인 롤투롤(Roll to Roll) 연속합성법 원천기술을 보유하고 있으며, 제품 상용화를 위해 박차를 가하고 있다. 또 포항 그래핀 밸리를 통해 양산체제를 구축하고 응용기술을 개발할 계획이다.
포스코는 RIST의 공정기술 전문가와 협업해 롤투롤 양산설비 구축을 지원한다. 기업의 핵심 역량인 철강 제조공정의 기술과 노하우를 활용해 그래핀 롤투롤 공정 구축에도 적극 활용할 계획이다.

포스텍은 부설 나노융합기술원의 기술사업화 지원장비와 클린룸 등 첨단 나노인프라 시설을 활용해 그래핀이 적용된 반도체, 디스플레이, 나노융합소재 등의 성능 분석을 지원한다. 이 과정에서 확보된 기술은 국제 표준화를 추진해 그래핀 응용기술분야 글로벌 선점을 지원한다는 계획이다.

포항가속기연구소는 4세대 방사광가속기의 극자외선(EUV) 광원을 활용해 그래핀의 전자 구조를 분석하고, 반도체 등 응용소재의 신뢰성을 확보할 계획이다.

마지막으로 포항시는 포항 그래핀 특구 지정을 통해 응용기술이 필요한 기업 유치와 입주기업들에 행정편의를 지원한다.


남지완 글로벌이코노믹 기자 ainik@g-enews.com