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IBS, '꿈의 신소재' 그래핀 3배 신속 제조기술 개발

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  • 19-07-16 04:01
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연구진이 개발한 초고속 성장기술의 모식도(IBS 제공) /© 뉴스1
(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 불소로 그래핀을 3배 빠르게 만드는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

IBS 다차원 탄소재료 연구단(단장 로드니 루오프) 펑딩(Feng Ding) 그룹리더(UNIST 특훈교수)팀은 중국 연구진과 불소(F)를 주입해 기존보다 3배 빠른 속도로 그래핀을 성장시키는 데 성공했다.

원자 두께의 2차원 소재는 얇고 잘 휘면서도 단단해 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다. 그러나 상용화가 가능할 정도로 크게 만드는 것이 난제다.

대면적 제작에 성공한 물질 자체가 드문데다 대면적으로 만들어도 제조 시간이 길어 상용화가 어려웠다.

이에 물성이 우수한 2차원 소재를 활용하기 위해서는 제조 시간 단축이 급선무다. 지금까지는 원료물질을 바꾸거나 온도를 조절하는 등 제조 환경 자체를 바꾸는 방법이 시도됐다. 하지만 이 방식으로는 그래핀의 성장을 완전히 제어할 수 없어 근본적인 해결책이 필요한 상황이다.

국소적 불소 주입을 통한 초고속 그래핀 성장 원리(IBS 제공) /© 뉴스1
연구진은 해결책으로 불소에 주목했다.

연구진은 대표적인 2차원 도체 물질인 그래핀 성장에 불소를 적용했다. 일반적으로 그래핀 성장에는 화학기상증착법(CVD)이 쓰인다. 이는 금속기판 표면에 메탄가스(CH4)를 주입하며, 메탄 속 탄소(C) 원자가 금속기판에 흡착하는 식으로 그래핀을 형성하는 방식이다.

연구진은 금속기판으로 불소를 함유한 금속불화물(MF2)을 사용하고, 이 위에 얇은 구리(Cu) 필름을 올린 형태의 기판을 제작했다. 이후 온도를 높여 불소가 금속불화물로부터 방출되게 했다.

불소는 금속불화물과 구리 필름 사이의 10~20㎛(마이크로미터‧1㎛는 100만 분의 1m)의 매우 좁은 공간에서만 머물게 된다. 불소가 다른 물질과 반응하지 않도록 일종의 장벽을 세워 가둔 것이다. 이 틈 속에서 불소로 인해 메탄가스는 더 분해가 쉬운 형태의 기체(CH3F, CH2F2)로 바뀌고, 최종적으로 그래핀은 더 손쉽게 원료인 탄소를 얻어 더 빠르게 성장할 수 있다.

이 기술은 그래핀을 분당 12㎜의 속도로 빠르게 성장시켰다. 이는 지금까지 보고된 그래핀 성장 최고 속도였던 분당 3.6㎜ 보다 3배 이상 빠른 속도다.

연구진은 이 기술을 대표적인 2차원 부도체 물질인 육방정계 질화붕소(h-BN)와 반도체 물질인 텅스텐이황화물(WS2) 성장에 적용한 결과, 그래핀과 같이 주입된 불소가 성장 속도를 크게 줄일 수 있는 것을 확인했다.

펑 딩 IBS 다차원 탄소재료 연구단 그룹리더 /© 뉴스1
펑딩 그룹리더는 “2차원 물질의 성장 과정에서 불소를 국소적으로 주입하는 간단한 방식으로 상용화의 걸림돌이 되던 성장 속도 문제를 해결했다”며 “불소와 같은 반응성이 좋은 물질들로 다양한 2차원 물질을 더 향상된 속도로 합성할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구 결과는 세계적인 학술지인 ‘네이처 케미스트리(Nature Chemistry)’에 16일 오전 0시(한국시간) 게재됐다.

memory444444@news1.kr

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직장 내 괴롭힘을 금지하는 개정 근로기준법이 16일부터 시행된다.

직장 내 괴롭힘이 처벌 대상이 되는 것은 아니지만, 기업이 직장 내 괴롭힘 예방과 징계 등을 위한 시스템을 갖추도록 함으로써 직장 내 괴롭힘 근절의 첫발을 뗐다는 의미가 있다.

15일 고용노동부에 따르면 직장 내 괴롭힘을 금지하는 내용을 포함한 개정 근로기준법이 16일 시행에 들어간다.

연합뉴스에 따르면 개정법은 직장 내 괴롭힘을 “사용자 또는 근로자가 직장에서의 지위 또는 관계 등의 우위를 이용해 업무상 적정 범위를 넘어 다른 근로자에게 신체적, 정신적 고통을 주거나 근무 환경을 악화시키는 행위”로 규정하고 있다.

개정법은 직장 내 괴롭힘을 금지하고 있지만, 직접적인 처벌 규정을 두고 있지는 않다.

다만, 상시 노동자 10인 이상 사업장은 취업규칙에 직장 내 괴롭힘 예방과 징계 등의 내용을 포함하도록 의무화했다. 직장 내 괴롭힘에 대한 처벌보다는 기업별로 직장 내 괴롭힘 근절을 위한 체계를 갖추도록 하는 데 초점을 맞춘 것이다.

취업규칙에는 ▲ 금지 대상 괴롭힘 행위 ▲ 예방 교육 ▲ 사건 처리 절차 ▲ 피해자 보호 조치 ▲ 가해자 제재 ▲ 재발 방지 조치 등이 기재돼야 한다.

직장 내 괴롭힘 가해자에 대한 징계 규정을 신설할 경우 노동 조건의 불이익 변경에 해당해 노동자 과반수의 동의를 받아야 한다.

사용자는 직장 내 괴롭힘이 발생했다는 신고를 접수하거나 사건을 인지했을 경우 지체 없이 사실 확인을 위한 조사에 착수해야 한다.

이 과정에서 피해자에 대해서는 유급휴가 명령과 같은 보호 조치를 해야 한다. 괴롭힘이 사실로 확인되면 가해자에 대해 징계와 근무 장소 변경과 같은 조치를 해야 한다.

사용자가 직장 내 괴롭힘 신고자나 피해자에게 해고를 포함한 불이익을 주면 안 된다. 이를 위반할 경우 3년 이하 징역이나 3000만원 이하 벌금 부과 대상이다.

하지만 직장 내 괴롭힘의 개념이 명확하지 않은 만큼, 어떤 행위가 직장 내 괴롭힘에 해당하는지를 두고 초기에는 혼란이 불가피할 전망이다.

직장 내 괴롭힘에 해당하려면 직장 내 지위를 포함해 관계상 우위를 이용한 행위로 볼 수 있어야 한다. 관계상 우위는 나이, 학벌, 성별, 출신, 근속연수, 전문지식, 노조 가입 여부, 정규직 여부 등 다양한 요소가 될 수 있다.

또 문제의 행위가 업무상 적정 범위를 넘어야 한다. 예를 들어, 반복적으로 심부름을 시키는 등 인간관계상 용인할 수 있는 부탁의 수준을 넘어 사적 지시를 할 경우 직장 내 괴롭힘이 될 수 있다.

이 밖에도 신체적, 정신적 고통을 주거나 근무 환경을 악화시키는 행위로 볼 수 있어야 한다. 상사가 ‘면벽 근무’를 지시할 경우 노동자가 정상적인 업무를 수행하기에 적절한 환경이 아닌 것으로 인정되면 직장 내 괴롭힘에 해당할 수 있다.

노동부는 지난 2월 직장 내 괴롭힘의 개념을 두고 산업 현장에서 혼란이 발생할 수 있다고 보고 구체적인 사례를 담은 매뉴얼을 내놨다.

온라인뉴스팀 sportskyunghyang@kyunghyang.com


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