[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 생명 화학 공학과 박오옥 교수 연구팀이 포도당을 기반으로 한 그래핀 양자점의 합성 기술을 개발하고 이를 이용해 안정적인 청색 빛을 내는 그래핀 양자점 발광 소자를 제작하는 데 성공했다.

연구팀은 제작에 성공한 그래핀 양자점을 발광체로 응용해 디스플레이를 제작했고, 현 디스플레이 분야의 난제인 청색 발광을 구현하면서 안정적인 전압 범위에서 발광하는 것을 확인했다.

연구팀이 개발한 그래핀 양자점은 기존과는 매우 다른 우수한 합성 과정을 보였다. 포도당 수용액에 아민과 초산을 일정 비율로 혼합해 반응 중간체를 형성하고, 이를 안정적인 용액으로 구현했다.

이후 형성된 중간체의 자가 조립을 유도해 단결정의 그래핀 양자점을 용액상으로 합성하는 데 성공했다. 연구팀은 이 과정에서 기존의 복잡한 분리 정제법을 개선한 저온 침전 분리법을 개발했다.

연구팀의 이번 합성 기술은 단일상(single phase) 반응을 통해 균일한 핵 성장(homogeneous nucleation) 반응을 최초로 유도했다는 의의가 있다.

박 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 수 나노미터에서 100 나노미터 수준의 단결정 크기를 원하는 대로 조절 가능한 용액상 합성 기술을 개발했다.

이석환 박사 과정이 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 나노 레터스(Nano Letters) 7월 5일 자 온라인판에 게재됐다.