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한국전자통신연구원(ETRI)은 반도체 신소재 '그래핀'을 이용해 빛의 세기에 따라 투명도가 변하는 광경화(光硬化) 투명 필름을 개발했다고 9일 밝혔다.

그래핀은 흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 물질이다. 전기·화학적 특성이 우수해 반도체 분야 '꿈의 신소재'로 불린다.

다만 서로 엉겨 붙는 성질이 있어 산업적으로 활용하기 쉽지 않았다. 화학적 분산제를 사용해 분산시키는 방법이 있지만 그래핀의 성질을 온전히 유지하기 어렵다는 한계가 있다.

연구원은 빛을 통해 화학적으로 결합시킬 수 있는 광경화 콜로이드 조성물을 개발, 별도의 분산제 없이도 그래핀이 고분자 내에서 안정적으로 균일하게 퍼질 수 있도록 했다.

개발한 콜로이드 조성물을 이용하면 그래핀 침전 없이 1년 이상 안정적으로 보관할 수 있으며, 빛(UV)을 이용해 콜로이드 조성물을 단단한 필름으로 변환시킬 수 있다.

그래핀 특유의 빛을 조절할 수 있는 특성 덕분에 빛의 세기에 따라 투명도가 달라지게 된다.

제조 과정에서 환경오염 물질이 발생하지 않으며, 기존 금형을 이용해 찍어내던 방식이나 고분자 용액 형태의 필름 제조 방식과 달리 빛 경화를 통해 연속적으로 제조할 수 있어 대량생산에 유리하다고 연구원은 설명했다.

신형철 ETRI 휴먼증강연구실장은 "스마트 광학 센서, 인공지능(AI) 광소재 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

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