노벨물리학상, 꿈의 신소재 그래핀 연구자에

올해 노벨 물리학상 수상의 영예는 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀(Graphene)을 흑연에서 처음 분리해 낸 2명의 러시아 태생 과학자에게 돌아갔다.

스웨덴 왕립 한림원 노벨 물리학상 위원회는 5일(현지시간) 영국 맨체스터대학의 안드레 가임(52·네덜란드 국적)박사와 콘스탄틴 노보셀로프(36·영국·러시아국적)박사를 올해의 노벨수상자로 선정했다고 발표했다. 노보셀로프는 가임박사 아래에서 박사후 과정(포스트닥)을 거치면서 그래핀에 대해 공동 연구를 수행했다.

그래핀을 이용하면 종이처럼 얇은 모니터, 손목에 차는 휴대전화, 지갑에 넣을 수 있는 컴퓨터를 만들 수 있다.

탄소 원자 한 층으로 이뤄진 그래핀은 두께가 0.35㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m)에 불과하다. 하지만 강도는 강철의 200배, 다이아몬드의 2배 이상 되며 구리보다 100배 이상 전기를 잘 통하고 휘거나 비틀어도 부서지지 않는다.

■러시아 출신의 두 과학자 공동수상의 영예 두 과학자의 노벨상 수상은 지난 2004년 스카치 테이프로 연필심과 같은 흑연 덩어리에서 흑연 원자층 한 층을 벗겨내는 데 성공한 것이 계기가 됐다.

이들의 발견이전까지는 원자 한 층으로 이뤄진 2차원의 극히 얇은 면은 안정된 상태로 존재할 수 없는 것으로 여겨져 왔다.

그래핀은 터치 스크린에 쓰이는 투명전극에서부터 반도체·태양전지 등의 성능을 크게 높일 수 있는 물질로 기대를 모으는 등 세계적으로 매우 활발한 응용 연구가 이뤄지고 있다.

우리나라도 넓은 면적의 터치스크린을 개발할 수 있는 그래핀을 대량으로 합성하는 데 성공했다.

노보셀로프 박사는 다음 달 10일 한국과학기술단체총연합회 주최로 제주도에서 열리는 다산콘퍼런스 참석차 내한할 예정이다.

노벨 물리학상 시상식은 12월10일 스웨덴 스톨홀름에서 열린다. 가임 교수와 노보셀로프 박사는 1000만크로네(약 16억7000만원)의 상금을 반씩 나눠 받는다.

■그래핀은 어떤 물질인가

그래핀은 탄소 원자가 평면에 6각형으로 연결된 세상에서 가장 얇고 튼튼한 물질이다. 원자두께로 이뤄져 있으며 닭장철사를 연상시키는 구조로 이뤄져 있다.

반도체 제품 생산에 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 빠르게 전기가 통하며 구리보다 100배 많은 전기를 흘려도 문제가 없다.

그래핀이란 이름은 탄소를 뜻하는 '그래파이트(graphite)'와 '불포화탄화수소'란 뜻의 '-ene'가 붙여져서 만들어진 조어다. 그래핀에서 탄소와 탄소가 결합하면 약 0.142나노미터가 된다. 그래핀은 그래파이트, 석탄,탄소나노튜브, 퓰러렌을 포함하는 탄소물질을 구성하는 기본 물질이다.