그래핀의 연구개발 동향 및 국방과학기술 적용 방안 연구 = A Study on Research and Development Trends of Graphene and Applications of Graphene on Defense Science and Technology

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, physical properties and main applications of graphene are investigated and the possibility for commercialization of graphene is suggested through the analysis of R&D(research and development) trends. In conclusion, the opinion about the applications of graphene for the defense S&T(science and technology) is suggested.
Graphene is a kind of carbon nanomaterials such as CNTs and Fullerenes. It is a two-dimensional, one-atom-thick planar sheet of carbon atoms that are densely packed in a honeycomb crystal lattice. Graphene has attracted potential attention of scientists as a future material due to the excellent electrical, mechanical, thermal and optical properties. Graphene is possible to be used in various fields such as flexible displays, secondary batteries, solar cells, low-weight, high-strength composite materials and biomedical applications because of its unique properties. Graphene is not currently commercialized yet but the research for its commercialization is in progress briskly in many developed countries. The Republic of Korea has participated in the research of graphene at the early stage and has a leading position in the world. Especially we has the source technology of fabrication of large-area CVD graphene. Graphene is possible to be used for new material of various defense S&T(science and technology) fields such as E-paper, wearable display, energy storage and the reducing weight of battle equipments.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 그래핀의 물리적 성질과 주요 응용 분야에 대해 조사하였고, 국내외 연구개발 동향 분석을 통해 그래핀의 상용화 가능성을 제시하였다. 그리고 마지막으로 국방과학기술에서의 그래핀 적용 방안에 대한 의견을 제시하였다.
그래핀은 CNT, 풀러렌과 같은 탄소나노물질로써 원자 1개 크기 두께의 2차원 벌집 모양의 구조를 갖고 있다. 그리고 전기적, 기계적, 열적 특성 등 여러 가지 물리적 성질이 우수하여 미래 소재로써 주목받고 있다. 그래핀은 우수한 특성으로 인해 플렉시블 디스플레이, 이차전지, 태양전지, 초경량 고강도 복합소재, 바이오 분야 등 여러 분야에서 다양한 응용이 가능하다. 현재 그래핀은 아직은 상용화 이전 단계이며, 해외 선진국을 중심으로 여러 분야에서의 그래핀 상용화를 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 우리나라도 그래핀 연구에 초기부터 주도적으로 참여하여 전 세계적으로 선도적 위치를 점유하고 있고, 특히 CVD 기법 기반의 대면적 그래핀 제조 원천기술을 확보하고 있다. 그래핀은 그 우수한 특성으로 인해 차세대 국방 신소재로 사용될 수 있으며, E-Paper나 웨어러블 디스플레이 등의 전자 장비뿐만 아니라 에너지 저장 장치, 전투 장비 경량화 등 다양한 국방과학기술 분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

참고문헌 (Reference)

• 1 이종찬, "산업체 관점에서 바라본 그래핀 상업 현황 및 전망" 그래핀코리아 15-, 2017
• 2 산업통상자원부, "부품소재 국내 시장 점유율"
• 3 윤옥자, "그래핀의 약물전달시스템 및 암치료 연구동향" 한국공학연구센터 2011
• 4 한국산업기술평가관리원, "그래핀 응용기술 연구개발 동향 및 사업화 전망" 2012
• 5 김진태, "그래핀 기반 전자소자 및 광전조사 기술" 27 : 32-40, 2011
• 6 David Cohen-Tanugi, "Water Desalination across Nanoporous Graphene" 12 : 3602-3608, 2012
• 7 Ron Mertens, "UDC delivered 8 flexible wrist-mounted OLED displays to the US Army"
• 8 Balandin A. A., "Thermal properties of graphene and nanostructured carbon materials" 10 : 569-581, 2011
• 9 Advantage Environment, "Super material with environmental potential"
• 10 Andrea C. Ferrari, "Science and technology roadmap for graphene, related two-dimensional crystals, and hybrid systems" 7 : 4587-5062, 2015
• 11 Zill-e-Huma, "Samsung introduced stretchable OLED displays, users can bend the screen in multi directions"
• 12 Nabil A. Abdel Ghany, "Revolution of Graphene for Different Applications: State-of-the-art" 9 : 93-106, 2017
• 13 Alexander S. Mayorov, "Micrometer-scale ballistic transport in encapsulated graphene at room temperature" 11 : 2396-2399, 2011
• 14 James Vincent, "Lenses made from the atom-thick 'wonder material' could be used in phones or even contact lenses to make night vision available for all"
• 15 Stoller M. D., "Graphene-based ultracapacitors" 8 : 3498-3502, 2008
• 16 Tapas R. Nayak, "Graphene for Controlled and Accelerated Osteogenic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells" 5 : 4670-4678, 2011
• 17 Nair R. R., "Graphene as a transparent conductive support for studying biological molecules by transmission electron microscopy" 97 : 153102-, 2010
• 18 Components in Electronics, "Glass-free flexible plastic e-paper displays"
• 19 Nair R. R., "Fine structure constant defines visual tranparency of graphene" 320 : 1308-, 2008
• 20 Vanesa C. Sanchez, "Biological interactions graphene family nanomaterials: interdisciplinary review" 25 : 15-34, 2012
• 21 Novoselov K. S., "A roadmap for graphene" 490 : 190-200, 2012