정의

그래핀(graphene)은 탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조이다. 각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 위치하고 있는 모양이다. 이 모양을 벌집구조(honeycomb structure) 또는 벌집격자(honeycomb lattice)라고 부르기도 한다. 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로, 두께는 0.2 nm(1nm은 10억 분의 1m) 즉 100억 분의 2m 정도로 엄청나게 얇으면서 물리적·화학적 안정성도 높다.

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탄소의 다른 동소체에는 흑연, 탄소나노튜브, 풀러렌, 다이아몬드 등이 있다.

그래핀은 원자 한 층의 두께를 지니기 때문에 동일한 결합구조이지만 여러 층으로 구성되어 있는 흑연과는 확연히 다른 특성을 보인다.

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그래핀이 주목받은 이유는 다음의 뛰어난 특성들 때문이다.

그래핀은 200,000 cm²/V•s의 매우 높은 전성(intrinsic) 전자이동도 ~5000 W/m•K의 높은 열전도도, ~1.0 TPa의 영 계수 를 갖고 있으며 이론적 비표면적 또한 매우 크다. 또한 한 층으로 구성되어 있기 때문에 가시광선에 대한 흡수량이 매우 낮아 550nm의 파장을 갖는 빛에 대한 투과율이 97.7%로 확인되었다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하고, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높으며, 탄성도 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다.

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이런 특성으로 인해 그래핀은 차세대 신소재로 각광받는 탄소나노튜브를 뛰어넘는 소재로 평가받으며 ‘꿈의 나노물질'이라 불린다.

 

용도

의류, 이불, 패드, 발매트, 마우스패드, 카페트, 사람 몸에 닿는 다양한 부분에 사용되고 있다.

 

그레핀 섬유의 특징

 

▶ 원적외선 흡수율 상승, 미세혈관 순환촉진

Bio Fiber는 인체에 유해한 자외선을 흡수하는 동시에 원적외선을 증대시킨다.

자연발생적인 원적외선은 인체에 유익한 파장으로 20-35℃ 상태에서 6-14μm 파장의 원적외선에 대한 흡수율이 88% 이상이다. 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는 데 도움은 물론 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다. 또한 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자에 닿으면 세포를 1분에 2,000번씩 진동시켜 세포조직 활성화 및 신진대사 촉진의 효과를 기대할 수 있다.

 

​▶대장균, 황색포도상구균 제거, 항균성 뛰어나

Bio Fiber는 우수한 항균기능을 지닌다. 대장균과 황색포도상구균을 그래핀에 노출하면 그래핀 층상구조 나노시트의 응력은 직접 세균의 세포막에 침투, 세포 내부 RNA(리보핵산)의 누출을 일으켜 세균을 제거 하는 항균성능이 뛰어나다.염증 감소, 세균 저항 효과의 경우, ‘항균섬유, 속옷 중국 국가표준 3A급’을 달성했으며, 반복 세탁 후에도 세균 저항 효과가 지속된다.

 

▶ 우수한 흡습, 건조성

Bio Fiber 자체가 우수한 열전도체이며, 전도율 수치가 5,000W/(m.K)에 도달할 수 있다.

열량을 급속히 발산하며, 전자가 그래핀 투과에 저항력이 없어서 마찰로 인해 발생된 열량도 미세하다.

그래핀의 이러한 특성을 활용, Bio Fiber섬유가 인체 피부에서 발생되는 습기와 땀을 신속하게 흡수, 공기중에 열량을 발산해 친환경 섬유로 쾌적성을 유지시킨다.

 

▶ 정전기 방지, 피부 미용효과

그래핀의 전도율은106s/cm, 세계에서 가장 좋은 전도성 소재이며, 현존하는 최고의 실리콘 소재의 전도율보다100배 더 높다. Bio Fiber는 표면의 전기 저항률을 낮추어 생성된 정전하를 신속히 방출하는 동시에 재료 표면에 윤활성을 부여해 마찰 지수를 낮춤으로 정전기 발생을 억제 및 감소시켜 피부의 정상적인 전위차의 밸런스를 유지시켜준다.

 

▶ 자외선 차단

자외선(UV)는 파장은 가시광선 보다 짧고 X선 보다 긴 전자파이다. 솔라스펙트럼의 6%를 차지하고 그 파장 범위는 100nm-400nm에 있다.