울산 UNIST, 열 전도율 높은 다이아 개발
UNIST(총장 이용훈)는 로드니 루오프 자연과학부 특훈교수(사진)가 그래핀을 이용해 초박막 다이아몬드를 만들었다고 10일 발표했다.

그래핀과 다이아몬드는 탄소 원자로만 이뤄져 있지만 원자의 결합 형태가 다르다. 그래핀은 흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 물질로 전기·화학적 특성이 우수하다. 다이아몬드는 중심부 탄소 원자가 주변 4개의 탄소 원자와 결합해 만든 정사면체가 끊임없이 반복되는 형태의 3차원 물질이다. 이 같은 결합 차이로 다이아몬드는 열 전도성은 뛰어나지만 전기는 통하지 않고 쉽게 휘어지지 않는다.

그래핀을 이용해 전기는 차단하면서도 열은 잘 전달할 수 있는 유연한 ‘2차원 다이아몬드’(다이아메인)를 합성하려는 연구가 진행되고 있으나 높은 압력과 온도가 필요해 상용화가 힘들었다. 연구팀은 화학 기상 증착법을 이용해 구리·니켈·합금 기판 위에 그래핀 2개 층을 만든 뒤 불소 기체를 주입해 다이아메인을 합성하는 데 성공했다. 두께는 0.5㎚(1㎚는 10억분의 1ｍ)로 세계에서 가장 얇은 수준이다. 루오프 교수는 “전기·기계적 특성까지 조절할 수 있는 대면적 다이아몬드 필름을 합성하는 연구에 나서겠다”고 말했다.

울산=하인식 기자 hais@hankyung.com