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김상욱 KAIST 신소재공학과 교수가 개발한 ‘그래핀 칫솔’을 들어보이고 있다.[KAIST 제공] |
[헤럴드경제=구본혁 기자] “요즘 홈쇼핑에서 불티나게 팔린다는 화제의 칫솔. 한개당 4500원으로 착한 가격도 아닌데 대체 어떤 비밀이 숨어있는 걸까?”
최근 주요 홈쇼핑에서 6개월만에 600만개나 판매된 칫솔이 있다. 이 칫솔의 대박 비결은 바로 카이스트(KAIST) 김상욱 교수가 개발한 ‘그래핀’ 덕분이다.
그래핀은 탄소원자들이 육각형의 벌집 모양을 형성하며 2차원 평면 구조를 이루고 있는 신소재다. 그래핀의 이론 물성은 강철보다 200배 높은 강도 및 탄성을 가지며 매우 우수한 전기전도도 및 열전도도를 보일 수 있어 꿈의 소재로 각광받아왔다. 하지만 아직까지 산업계에서는 대량생산 및 실용적인 응용제품 개발이 큰 숙제로 남아있었다.
김상욱 교수는 2000년대 초반부터 그래핀 연구에 매진해 온 국가대표급 연구자로 꼽힌다. 그가 보유하고 있는 액정성 산화그래핀 원천소재 특허는 세계표준기구 ISO의 정의에 부합되는 고품질의 그래핀을 용액상으로 제조할 수 있는 신소재 기술이다. 이를 통해 얻어지는 산화그래핀은 탈취, 방균, 세균 박멸 등의 항균 특성을 가지며, 원적외선 발생 및 정전기 방지 등의 다양한 부가 기능을 부여할 수 있다. 또한 용액 공정이 용이하고 대량생산이 가능해 그래핀 제품 상용화에 큰 기여를 할 것으로 기대를 모으고 있다.
김 교수는 “그동안 그래핀 제품화 시도는 많았지만 거의 코팅 수준에 머물렀기 때문에 대부분 실패했다”면서 “이 그래핀 칫솔은 미세모 안에 그래핀이 박혀있기 때문에 쉽게 떨어지지 않아 탄성을 오래 유지시켜 준다”고 설명했다.
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김상욱 교수가 그래핀 칫솔에 대해 설명하고 있다.[KAIST 제공] |
김 교수는 산화그래핀 원천소재 특허를 바탕으로 2021년 교원창업기업 ㈜소재창조를 설립하고 우수 그래핀 생산회사인 ㈜그래핀올과의 협력을 통해 다양한 그래핀 응용제품을 개발해오고 있다.
이번에 출시된 그래핀 칫솔은 김 교수의 그래핀 신소재 기술과 국내 최고의 칫솔모 제조회사인 비비씨㈜의 미세모 기술이 결합됐다. 기존 칫솔모는 찢어지기 쉽고 내구성이 낮은 반면, 그래핀 칫솔은 그래핀의 우수한 기계적 탄성이 적용되어 뛰어난 세정력 및 내구성을 가진다. 또한 흔히 습한 환경에서 자주 사용되는 칫솔모는 세균 번식이 쉽지만 그래핀 칫솔은 산화그래핀에 의해 항균 특성을 가지게 되어 쾌적하고 안전한 사용이 가능하다.
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그래핀 칫솔.[KAIST 제공] |
현재 칫솔모외에도 기능성 스포츠 의류, 배개, 가발, 초경합금 등에 그래핀을 적용하는 연구를 진행하고 있다. 실제 포스코, 한화, SK 등 대기업에서도 김 교수의 그래핀에 큰 관심을 보이고 있다.
김 교수는 “가발에 그래핀을 넣으면 전도성이 있어서 정전기 발생이 없고 항균력이 뛰어나다”면서 “동물학대, 위생 이슈가 큰 침구류에 그래핀을 넣으면 복원력 좋고 항균력, 물세탁이 가능한 것도 장점”이라고 말했다.
그는 이어 “전 세계적으로 제대로된 그래핀 제품 상용화는 이번이 최초”라면서 “앞으로 대량생산 스케일업하면 가격은 더 낮출 수 있다”고 덧붙였다.
nbgkoo@heraldcorp.com