AI요약

기존 그래핀 제조 방식은 높은 손상도, 복잡한 공정, 그리고 대량 생산의 한계를 가지고 있었습니다. 특히 전기화학적 박리법 또한 고전압과 높은 산 농도로 인해 그래핀 손상 문제가 제기되었습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 그래파이트 팽창과 박리 과정을 두 단계로 분리하고, 각 단계에 최적화된 이온성 및 산 수용액을 활용하는 혁신적인 다단계 전기화학적 박리 방식을 제안합니다. 먼저 그래파이트를 이온성 용액에 넣어 낮은 전압(V1)으로 층간 팽창을 유도하여 손상을 최소화합니다. 이후 전해질을 산 수용액으로 교체하고 역시 낮은 전압(V2, 10V 미만)을 인가하여 효과적으로 그래핀을 박리합니다. 이 다단계 공정은 그래핀 손상 없이 얇고 고품질의 그래핀을 빠르게 대량 생산할 수 있게 합니다. 이렇게 제조된 그래핀은 손상도가 현저히 낮고(ID/IG ≤ 1.0), 두께가 얇으며(2-5층, 약 0.9nm), 산소 함량까지 낮은(최대 2원자% 미만) 고순도 특성을 가집니다. 투명 전극, 플렉서블 디스플레이, 전도성 잉크 등 다양한 그래핀 응용 분야에 적용 가능하며, 기존 방식 대비 효율성과 경제성을 크게 높여 고품질 그래핀의 상용화를 앞당길 것으로 기대합니다.