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꿈의 신소재로 불리는 그래핀이 변하는 모습을 시각적으로 보여준 연구가 발표됐다. 김근수 세종대 물리학과 교수와 김필립 컬럼비아대 응용물리학과 교수팀은 그래핀에 다른 물질이 들어갈 때 표면 특성이 어떻게 바뀌는지 시각적으로 보이는 데 성공했다.
 그래핀은 탄소로만 구성된 물질로 두께가 원자 한 개 정도인 얇은 나노 소재다. 강철보다 200배 이상 강하고 전자의 이동속도도 매우 빠르다. 이런 특성을 이용해 태양전지, 전자소자, 디스플레이 패널 같은 제품을 만들려는 연구가 활발하다. 하지만 그래핀에 다른 물질을 첨가할 경우 물질의 성질이 어떻게 변하는지 알기 힘들었다. 이번 연구가 이 문제를 해결한 것이다.
 연구팀은 그래핀을 합성하면서 암모니아 가스를 주입해 그래핀 표면에 질소를 첨가했다. 전자현미경의 일종인 주사터널현미경과 엑스선분광기 등으로 측정한 결과 질소 원자가 그래핀의 탄소 원자와 자리를 바꾸거나 깨진 구조 사이에 스며든 형태를 관찰할 수 있었다.

김근수 교수는 “그래핀 표면에서 일어나는 전자 구조의 변화나 결합에너지의 힘을 구체적으로 측정해 낸 것은 처음”이라며 “이번 연구는 그래핀과 다른 물질을 합성할 때 필수적인 ‘도핑 기술’을 개발하는 데 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다.

이 연구 결과는 ‘사이언스’ 8월 19일자에 실렸다.