안정적 빛 구현…포도당 기반 그래핀 퀀텀닷 개발

기존 디스플레이 난제 해결 실마리…KAIST 박오옥 교수팀 성과

한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 박오옥 교수 연구팀은 포도당을 기반으로 한 그래핀 양자점 합성 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

임상혁 고려대 화공생명공학과 교수팀과 공동으로 수행한 연구 결과는 국제 학술지 '나노 레터스'(Nano Letters) 7월 5일 자 온라인판에 실렸다.

그래핀은 탄소 원자 한 층으로 이뤄진 이차원 물질이다.

주원료인 흑연(Graphite·그래파이트) 영문 명칭에서 이름이 유래했다.

우수한 열·전기 전도도와 투명성 특성 덕분에 차세대 전자 소재로 주목받는다.

나노 크기 정도로 줄이면 발광 특성도 보인다.

이를 그래핀 퀀텀닷(양자점)이라고 부른다.

연구팀은 포도당 수용액에 아민과 초산을 일정 비율로 혼합해 반응 중간체를 만들었다.

이어 중간체의 자가조립을 유도해 단결정 그래핀 퀀텀닷을 용액상으로 합성하는 데 성공했다.

이 과정에서 기존 복잡한 분리 정제법을 개선한 저온 침전 분리법도 구현했다.

단일상(single phase) 반응을 통해 균일한 핵 성장 반응을 최초로 유도하는 한편 100㎚ 안팎 수준 단결정 크기를 원하는 대로 조절할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

그래핀 퀀텀닷을 발광체로 응용한 디스플레이는 현재 업계 난제인 '딥 블루'(Deep-Blue) 영역 청색 발광을 하기도 했다.

박오옥 교수는 "최초로 개발된 단결정 그래핀 양자점 용액 합성법은 그래핀의 다양한 분야에 접목할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구는 한국과학연구재단 나노원천 과제·한국전자통신연구원(ETRI) 나노물질 기술 연구 과제·KAIST EEWS 과제·BK21플러스 사업 지원 등을 받아 이뤄졌다.

/연합뉴스