그래핀의 뜻, 꿈의 나노물질…호적수 실리센의 장점은?

[미디어펜=김민우 인턴기자] 꿈의 나노물질이라 불리는 그래핀의 뜻이 온라인에 화제가 되면서 그래핀의 호적수인 신소재, 실리센에 대한 관심도 증가하고 있다.

그래핀의 뜻은

그래핀이란 탄소 원자로 이루어져 있으며 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막을 의미한다. 흑연인 ‘그래파이트’(graphite)와 탄소이중결합을 가진 분자를 뜻하는 접미사 ‘-ene’를 결합한 용어로, 2차원 평면 형태에 두께는 0.2nm(1nm은 10억 분의 1m) 정도로 얇고 물리적·화학적 안정성도 높다.

또 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 또 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다.

▲ 그래핀의 뜻. 그래핀의 뜻과 함께 그래핀의 호적수라 불리는 실리센이 관심을 받고 있다. / 사진= 그래핀의 구조. 출처 = 위키피디아

그래핀의 호적수로 떠오르는 '실리센'

그래핀이 최근 각광을 받으면서 새로 관심을 받는 소재는 실리콘의 2차원 벌집결정구조인 ‘실리센’이다. 실리센은 그래핀과 유사한 특성과 함께 구조 변경에 유연성이 있어 그래핀보다 활용도가 많을 것이라 전망한다.

그래핀이 주목받는 이유는 지금까지 트랜지스터에 사용돼 온 실리콘 소재보다 더 높은 전자 이동성을 제공하기 때문이다. 그래핀 발견이후 과학자들은 2차원 구조에 관심을 갖고 연구해 원래 트랜지스터 소재인 실리콘에서 벌집 격자 구조를 가진 실리센이 나왔다.

실리센은 그래핀의 특성을 갖고 있으면서, 기존 반도체 기술로 처리 가능하고 그래핀보다 쉽게 기존 전자장치에 집적할 수 있다는 장점을 갖고 있다.

또한 실리센은 그래핀보다 더 많은 유연성을 갖고 있는데, 물리적 유연함이 아닌 구조 변경의 용이함을 의미한다. 그래핀의 상용화가 더뎌지는 이유 중 하나가 바로 쉽지 않은 구조 변경이라는 것이 전문가들의 의견인데 실리센은 이것이 가능하다는 것이다.

한편, 영국 노팅험대의 무기화학과 교수인 안드레이 클로비스토프는 “사람들은 전자기기에 그래핀을 결합시키기 위해 노력해왔다”며 실리센이 그래핀이 안고 있는 문제들을 해결할 수 있을 것이라 말했다.