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그래핀 (graphene) 이란 무엇인가?

 

 

그래핀 (graphene)

그래핀은 탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조이다. 각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 위치하고 있는 모양이다. 이 모양을 벌집구조(honeycomb structure) 또는 벌집격자(honeycomb lattice)라고 부르기도 한다. 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로, 두께는 0.2 nm(1nm은 10억 분의 1m) 즉 100억 분의 2m 정도로 엄청나게 얇으면서 물리적·화학적 안정성도 높다.

그래핀의 뛰어난 특성

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

이런 특성으로 인해 그래핀은 차세대 신소재로 각광받는 탄소나노튜브를 뛰어넘는 소재로 평가받으며 ‘꿈의 나노물질'이라 불린다.


그래핀의 발견

2004년 러시아 출신 물리학자 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프가 연필심에 유리 테이프를 붙여 떼어낸 뒤, 테이프에 달라붙은 흑연 가루를 반복해서 유리 테이프로 떼어내는 방식으로 그래핀을 처음으로 분리하였다. 2010년 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프는 흑연에서 그래핀 만을 분리해낸 공로로 노벨 물리학상을 수상하였으며 그래핀을 다양한 영역에서 활용할 수 있게 하여 신소재 분야에 큰 업적을 남겼다.

그래핀의 활용분야

그래핀의 물리적 화학적 기능은 현존하는 어떤 물질보다 뛰어나며, 활용 범위도 넓어 얇고 가벼우면서 내구성 강한 물체를 만들어 비행기나 자동차, 건축자재 등에 사용한다. 그래핀의 강도로 섬유를 만든다면 가장 가볍고 안전한 전투복과 방탄복을 만들 수 있다는 점에서 그래핀 시장에서는 그래핀을 이용한 탄소섬유가 주목받고 있기도 하다. 게다가 빠른 전기전도도는 전기저항을 줄여 의료산업 분야에서의 발전도 예상되고 있다.

그래핀 나노 소재는 다양한 성능과 파급효과를 가지며 이를 이용한 부품 및 완제품, 관련 '원소재' 장비 등의 솔루션을 포함하는 산업으로서 응용분야는 무궁무진하다. 특히, 그래핀은 강도, 열전도율, 전자이동도 등 여러 가지 특성이 현존하는 물질 중 가장 뛰어난 신물질로 디스플레이, 이차전지, 태양전지, 자동차, 조명 등 다양한 산업에 응용되어 관련 산업의 성장을 견인할 전략적 핵심 소재로서 각광받고 있다.

투명 전극 재료는 광학적으로 가시광선 영역에서의 투과율이 80% 이상의 전기광학적 특성을 만족시켜야 하며, 전하를 운반할 수 있는 전하가 충분하고 이들 전하가 쉽게 움직일 수 있는 구조를 가지고 있는 것이 중요하다. 투명 전극은 면저항의 영역에 따라 다음과 같은 응용분야에 주로 사용된다.

OLED 디스플레이 및 태양전지, 광학필터 및 전자차폐제, 터치스크린 등
그 외로 그래핀의 응용 분야는 터치패널, 플렉서블 디스플레이, 고효율 태양전지, 방열필름, 코팅 재료, 초박형 스피커, 바닷물 담수화 필터, 이차전지용 전극, 초고속 충전기 등 다양하다.


그래핀의 시장 규모

그래핀 소재의 시장규모는 2030년까지 매년 22.1% 증가, 세계시장 규모가 600조원에 이를 것으로 전망된다. 그래핀은 아직 상용화되지 않았지만 2016~2018년부터 대량생산될 것으로 예상되어 왔다.

그래핀은 향후 10~20년에 걸쳐 기존의 전도성 소재와 필름재 등을 대체하며 시장규모가 폭발적으로 증가할 것으로 예상되며, 그래핀을 이용한 완제품 및 그래핀 생산에 필요한 기계장비들의 시장규모가 급증할 것으로 보인다.


그래핀의 제조법

안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프가 그래핀을 최초 만들어낸 것은 흑연을 스카치테이프에 붙인 후 그것을 떼었다 붙였다를 반복하는 방법으로, 이는 물리적 박리법으로 구분된다. 이는 그래핀의 존재를 증명하는데는 성공했으나 대면적의 그래핀을 만드는 것이 불가능하고, 무엇보다 산업적으로 필요한 대량생산에 적합지 않아 그 후 산업계에서 쓰일 수 있는 다양한 방법들이 연구되어 왔다.

그래핀 상용화의 걸림돌 중 하나는 큰 면적의 그래핀을 만들기가 힘들었다는 점이었다. 
현재 가장 넓은 면적의 그래핀을 만드는데 성공한 것은 화학증착법에 의하여 구리 호일에 그래핀을 형성한 후 롤투롤(roll-to-roll) 공정에 의하여 구리 호일을 제거하고 원하는 표면에 그래핀을 증착시키는 방식이다. 


아래 글은 그래핀 테마 수혜주 중에 재무구조가 튼튼하고 특허를 보유하고 있는 알짜 종목이라고 

불리우는 서원, 대창의 게시판 글 모음 입니다.

 

대창, 서원 상승이유 팩트체크 

대창 : 조시영 대표이사 

서원 : 조시영 대표이사 (서원이 대창의 지주회사) 



팩트체크 1. 미국 트럼프 행정부의 이란 봉쇄 및 추가 제재 발표 

이란의 핵협정 일부 중단 선언에 맞선 조치를 단행함. 

이란에서 제련 생산되는 구리 등의 금속부분의 수출길이 막히게 되어 

'대창, 서원'의 비약적인 수출 및 매출 신장이 가능해 짐. 


팩트체크 2. 그래핀 관련주 '대창, 서원' 

현재, 그래핀 관련주(국일제지 등)가 연일 신고가를 만들며 기록을 세우고 있는 가운데 

대창이 한양대학교와 공동 연구개발하여, 그래핀 박막 코팅 기술의 연구 개발을 완료했다는 뉴스가 알려지면서 그래핀 수혜주로 부각. 

[정보] 그래핀 이란? 무엇인가 알아보자! 

그래핀은 꿈의 신소재로 불리운다. 그래핀의 활용 가능성은 매우 무한하다. 그래핀의 기계적 성질을 보면 그물 구조 덕분에 강도는 강철보다 200배 강하고, 면적의 20%를 늘려도 끄떡이 없다. 이러한 특성으로 연료전지 상용화가 앞당겨지고, 반도체의 집적도에 필수적인 핵심 신기술의 적용이 가능해진다. 디스플레이, 스마트폰 등 활용 가능분야는 무궁무진 함. 

팩트체크 3. 한양대학교는 연구팀은 국제특허를 다수 보유하고 있음. (대창-한양대, 공동연구개발)
(서원-대창의 지주회사)

미래창조과학부(이하 미래부)는 한양대학교 에너지공학과 박호범 교수팀이 그래핀을 이용해 세계 최초로 차세대 'CO2 분리막 소재'를 개발했다고 밝혔다. 

이번 연구는 그래핀과 그래핀 유도체의 크기를 조절하고 원자 두께의 소재들을 새롭게 적층 구조로 배열해 배기가스 중의 이산화탄소를 선택적으로 분리할 수 있다는 것을 세계 최초로 규명한 것이다. 향후 해당 기술개발이 완성되어 '이산화탄소 포집 및 처리' 기술에 적용될 경우, 기후변화 문제를 해결하는데 효과적일 것으로 기대된다. 제조기술확보는 2~3년 이내에 조기 상용화 및 기술 사업화가 가능할 전망이다. 



팩트체크 4. 특허권 취득 정보

발명의 명칭 금속-탄소 복합 입자의 제조 방법(METHOD TO PRODUCE METAL-CARBON COMPOSITE PARTICLE ) 

출원번호 1020130153544 출원일자 20131211 

공개번호 1020150068508 공개일자 20150622 

공고번호 공고일자 20150701 

등록번호 1015238490000 등록일자 20150603 

IPC분류 B22F 1/02 

심사예정일 심사청구일자(항수) 20131211(13) 

출원인 주식회사 대창(DAECHANG Co., Ltd.) 한양대학교 에리카산학협력단(Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University ERICA Campus) 대리인 박상열(Park Sang Youl) 



대창, 서원 총주식수 비교 


총 주식수 / (대주주 지분) 

서원 : 4700만주 / 조시영 39.6%, 자사주 2.1% 

대창 : 9100만주 / 서원 32.7%, 자사주 15.6% 


대창의 지주회사는 서원 이며 

대창, 서원의 실제 대주주는 조시영 회장 입니다. 

대주주 지분을 제외한 실 유통주식수를 비교해 보면 다음 주 월요일 부터 
서원이 물량 잠금 현상이 발생되면 연속 상한가는 훨씬 쉬워 보이네요. 

대창, 서원은 서로 키맞추기 하면서 
앞에서 끌어주고, 뒤에서 밀어주고 하면서 
본 가치를 찾아 갈 것입니다. 

대창 + 서원의 년 매출액은 약 1조2천억원이 훌쩍 넘습니다. 

아시아나항공의 지주회사인 금호산업의 년 매출액이 1조3천억 규모인 것을 감안하면 

서원, 대창의 현주가는 너무나 저평가 되어 있는 가치주 입니다. 

영업이익 및 당기순이익 현황도 좋고 

미국 트럼프 행정부의 이란 봉쇄 정책으로 
서원, 대창의 구리 관련 매출은 비약적인 성장이 예상됩니다. 

아울러 한양대 팀과 연구개발에 성공한 그래핀 신기술은 향후 성장에 핵심 동력이 될 것입니다. 

서원, 대창은 단순한 테마주가 아닙니다. 

저평가 가치주로 앞으로 장기적으로 1만원대 주가에 올라도 전혀 손색이 없는 저평가 가치주로 
보시고 매매해 주세요.