고출력·경량화 케이블 전선 개발됐다

‘꿈의 소재’라고 불리는 2차원 나노소재인 그래핀을 이용해 고성능, 고효율, 경량화된 전선이 개발됐다. 그래핀은 강철보다 100배 강하면서 유연한 뛰어난 물리적 특성으로 주목받고 있는 차세대 소재다.

배수강 한국과학기술연구원 박사팀은 서울대학교 자연과학대학 화학부와 차세대융합기술연구원 홍병희 교수팀, 서울대 창업 기업인 벤처기업 그래핀스퀘어와 함께 공동연구를 통해 초고강도 고성능 전선을 제조할 수 있는 원천기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

KIST-서울대 공동연구팀은 화학증기증착법을 활용해 그래핀 섬유를 먼저 합성한 후 전기분해 원리를 이용해 그래핀 섬유의 표면에 얇은 구리 막을 입혀 전선 형태의 그래핀-금속 복합구조체를 제조했다.

이렇게 제조된 그래핀-금속 복합구조체 전선을 통해 이전 구리전선 대비 2배 이상의 기계적 강도와 10배 이상의 최대 허용 전류량을 확보했다.

개발된 전선은 고효율 전력전송선뿐 아니라 핵심 자동차 부품인 하네스 케이블과 고성능 전기모터의 고성능화, 경량화에도 활용이 가능하다.

연구진은 이번 그래핀-구리금속 복합전선 개발이 기계적인 특성과 전기적 특성을 모두 획기적으로 개선한 케이블 전선 기술을 제시했다는 측면에서 의의가 있으며, 향후 항공우주와 웨어러블 분야에도 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다고 설명했다.

배수강 KIST 박사는 “고성능의 그래핀-금속 복합구조체 전선을 위해서는 고품질의 다층 그래핀을 합성하는 기술이 매우 중요하다”며 “꿈의 신소재인 그래핀의 특성과 구리전선의 장점을 융합해 고출력 전력 전송, 경량화 두 마리 토끼를 잡은 것”이라고 밝혔다.

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