꿈의 신소재 ‘그래핀’ 연구로 한국인으로 노벨과학상에 가장 근접

김필립 하바드대 교수

2010년 영국 맨체스터대 안드레 가임 교수와 콘스탄틴 노보셀로프 교수는 그래핀(graphene)이라는 신 물질로 노벨 물리학상의 영예를 안았다. 이들은 2004년 연필심을 갈아 만든 흑연을 스카치테이프에 붙였다 떼기를 반복하는 아이디어로 얇은 막의 그래핀을 처음 분리해 낸 것으로 알려졌다.

이 분야의 세계적 권위자였던 김필립 현 하버드대 교수는 간발의 차로 첫 발견의 영예는 놓쳤지만, 이듬해 네이처지에 이들 수상자와 나란히 그래핀의 물리적 특성을 규명한 논문을 발표함 주목받았다. 이에 당시 노벨상에 김 교수도 공동수상으로 포함될 것이라는 기대가 컸지만, 결국 한국인으로서 노벨과학상에 가장 근접했던 사례로 남게 됐다.

그래핀은 탄소 원자들이 6각형 벌집 모양으로 배열된 평면 구조물로, 머리카락 25만 분의 1 두께의 종이 형태를 떠올리면 이해하기 쉽다. 그 규모에 비해 가진 능력은 막대한 그래핀은 철보다 200배 강하고, 구리보다 100배 전기가 잘 통한다. 또 전자 이동성도 반도체에 쓰이는 실리콘의 100배이며, 투명하고 신축성까지 좋아 ‘꿈의 신소재’로 불린다.

지금 거론되는 응용 분야만 해도 자동차 외장재와 휘는 디스플레이에서 반도체·이차전지·방열재·방탄복·나노잉크·조명에 이르기까지 다양하다. 그래핀을 빼고 산업의 미래를 논하는 건 무의미다는 이야기가 나올 정도다.

유아연 본지 미주특파원