[파이낸셜뉴스] 특수지 전문기업 국일제지의 자회사 국일그래핀이 그래핀 기계장치에 관한 특허를 등록했다고 19일 밝혔다. 특허 명칭은 ‘그래핀 증착장치(Graphene layer deposition apparatus, 등록번호: 1024386640000)’다. 이번 특허는 티타늄 증착 공정에 비해 상대적으로 공정시간이 많이 소요되는 그래핀 합성 공정의 시간차를 고려해 개발됐다. 티타늄층이 형성된 기판들을 복수의 그래핀 형성부로 분할해 이송하고 복수의 그래핀 형성부로부터 다량의 그래핀이 합성되도록 하기 위해 발명됐다. 회사 관계자는 “해당 기술은 자사에서 보유한 저온 무전사 박막 그래핀 합성 기술을 바탕으로 ‘다중챔버를 활용한 그래핀 합성부’의 공정시간을 단축해 생산하는 것을 구체화했다는 점에 의의가 있다”라고 설명했다.  한편 이 회사는 해외 유수 기업으로부터 기술력을 인정받아 설비 증설 등 제안을 검토 중에 있다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

[파이낸셜뉴스] 특수지 전문기업 국일제지 자회사 국일그래핀이 ‘대면적 그래핀 증착방법 및 이를 이용한 그래핀 연속 증착 장치’ 특허 등록을 완료했다고 13일 밝혔다. 해당 특허는 필름 기판을 공급 및 회수하는 필름 이송부를 포함한 롤투롤 공정(Roll-to-Roll processing) 장치를 구비하고 티타늄 층을 증착시켜 형성하는 스퍼터(Sputter)부와 티타늄층에 그래핀을 성장시키는 인젝터(Injector)를 포함하는 제조방식의 내용을 담고 있다. 각 공정은 독립된 챔버로 나누어져 이루어진다. 필름 기판 위에서 티타늄 층을 증착시킨 후 환원가스와 반응가스가 섞이지 않도록 한다. 이를 위해 티타늄 층을 환원단계와 그래핀 성장단계로 시간적 분할함과 동시에 퍼지가스로 환원가스와 반응가스의 공급 영역이 공간적으로도 분할된다. 환원가스와 반응가스가 섞여서 발생하는 파티클을 방지해 고품질의 그래핀을 제조할 수 있다. 국일제지 관계자는 “저온 무전사 그래핀 제조기술에 관한 국내외 특허 및 장치부분까지 특허를 보유함으로써 기술력을 확보하고 특허를 토대로 테스트를 지속하고 있다”며 “국일그래핀의 성남PM센터에서 다방면의 연구를 통해 무전사 그래핀의 우수한 성질을 가지는 제품 개발에도 힘쓰는 중”이라고 설명했다. taeil0808@fnnews.com 김태일 기자

[파이낸셜뉴스] 특수지 전문기업 국일제지의 자회사 국일그래핀이 대면적 그래핀 증착방법 및 이를 이용한 그래핀 연속 증착 장치(Method for forming large area graphene layer and grapheme layer deposition apparatus using the same, 등록번호: 10-2370692) 특허 등록을 완료했다고 13일 밝혔다. 본 특허의 구체적 제조방법은 필름 기판을 공급 및 회수하는 필름 이송부를 포함한 롤투롤 공정(Roll-to-Roll processing)장치를 구비하고 티타늄층을 증착시켜 형성하는 스퍼터(Sputter)부와 티타늄층에 그래핀을 성장시키는 인젝터(Injector)를 포함하고 있다. 각 공정은 독립된 챔버로 나누어져 이루어지는 생산방식이다. 필름 기판 위에서 티타늄층을 증착 시킨 후 환원가스와 반응가스가 섞이지 않도록 티타늄층을 환원단계와 그래핀 성장단계가 시간적으로 분할함과 동시에 퍼지가스로 환원가스와 반응가스의 공급 영역이 공간적으로도 분할된다. 환원가스와 반응가스가 섞여서 발생하는 파티클을 방지해 고품질의 그래핀을 제조할 수 있다. 국일제지 관계자는 “저온 무전사 그래핀 제조기술에 관한 국내외 특허 및 장치부분까지 특허를 보유함으로써 기술력을 확보하고 특허를 토대로 기술 테스트를 지속적으로 하고 있다”며 “국일그래핀의 성남PM센터에서 다방면의 연구를 통해 무전사 그래핀의 우수한 성질을 가지는 제품 개발 과정과 테스트를 진행하고 있다”고 설명했다. 그는 이어 “고객사들과 협의 및 기술미팅을 통해 가시적 성과 창출을 목표로 하고 있다”고 덧붙였다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스]  국일그래핀이 12인치급 신규 그래핀 제조설비를 추가 도입했다. 특수지 전문기업 국일제지의 자회사 국일그래핀이 기존 12인치 다중 챔버와 R2R 설비 외 세계 최초의 12인치 원 챔버(Single Chamber) 그래핀 제조설비를 추가 제작해 성남피엠센터(PM, Pilot Manufacturing)에 설치했다고 11일 밝혔다. 이번 입고된 제조설비는 기존 다중 챔버(Multiple chamber) 외 하나의 챔버(Single Chamber)에서 티타늄(Ti) 버퍼층을 올리고 매체 이동없이 연이어 탄소 분해를 통한 직성장으로 그래핀 박막을 증착한다. 기존 12인치 Batch식 제조설비의 다중 챔버(Multiple chamber)와는 달리 하나의 챔버에서 두 공정을 연속으로 진행하는 차이가 있다. 이 회사는 이번 제조설비 도입으로 여러 종류의 매체에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 기존 12인치 Batch식 제조설비는 12인치 이하 다양한 사이즈 제작이 가능하고 다중챔버를 활용해 단단한(리지드; Rigid) 평면 그래핀 제조를 목표로 설계된 장치다. 이번에 추가로 제작된 제조설비는 하나의 챔버로 티타늄 버퍼층의 산화 안정성을 높여 매체 적용이 증대될 것이라고 회사측은 설명했다. 회사 관계자는 “자사가 보유한 독보적 기술과 노하우를 통해 제품의 수정, 보완, 테스트 등은 지속적으로 진행중”이라며 “기술장벽이 매우 높은 CVD 박막 그래핀의 특징만큼 제품의 표준화 작업, 안정화 단계 등에 자사도 많은 공을 들이고 있다”고 말했다. 이어 “다방면의 공동연구를 통해 무전사 그래핀의 우수한 성질은 유지하고 다양한 제품 적합성을 테스트 하는 과정에 있다”고 덧붙였다. 한편, 국일그래핀는 저온 무전사 그래핀 제조기술에 관한 국내외 특허를 다수 보유하고 있다. 이 회사는 독창적인 제조 기술을 토대로 반도체, 투명전극, ITO 등 활용분야는 물론 향후 응용 기술개발 가능성도 높게 내다보고 있다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

【파이낸셜뉴스 포항(경북)=김미정 기자】 포스코그룹은 지난 7월 총 830억원을 투자해 벤처기업 육성을 위한 스타트업 공간인 체인지업 그라운드 포항을 개관했다. 현재까지 기계·소재, 전기·전자·반도체, 정보통신·소프트웨어, 바이오·의료, 화학·에너지·자원 등 다양한 분야의 유망 스타트업 71개사가 입주해 있다. 향후 100여개 스타트업이 입주할 예정이다. 파이낸셜뉴스가 체인지업 그라운드 포항에 입주한 대표 입주 기업들을 만났다. ■홍병희 그래핀스퀘어 대표 "꿈의 신소재 '그래핀' 양산…내년 코스닥시장 상장 "고품질 그래핀(Graphene)을 산업적 응용이 가능한 크기로 대량 생산하는 시스템을 포항에 구축하고 있다. 연간 10만㎡ 이상 수요처를 확보해 내년부터 공급을 본격화할 예정이다." 홍병희 그래핀스퀘어 대표는 "그래핀 생산과 응용기술을 바탕으로 양산시설에 본격 투자해 세계 최초로 대면적 그래핀 응용제품을 생산하겠다"며 이 같이 말했다. 그래핀스퀘어는 신소재 그래핀을 대량 생산하는 장비를 공급하는 것을 목표로 설립된 회사다. 지난 2012년 서울대 교내 실험실 벤처기업으로 시작했다. 그래핀은 탄소 원자 한 층으로 이뤄진 극도로 얇은 나노 소재로 강철보다 100배나 강도가 강할 뿐 아니라 구리보다 100배나 많은 전류를 흘려보낼 수 있는 특성을 지녀 '꿈의 신소재'로 불린다. 플렉시블 디스플레이, 이차전지, 고효율 태양전지 등에 폭넓게 활용할 수 있는 핵심 소재로 각광받고 있다. 창업자인 홍 대표는 포항공과대학교(포스텍)에서 물리화학 박사를 취득하고 서울대 자연과학대학 화학부 교수로 재직중이다. 지난 2009년 그래핀 대면적 합성기술을 세계 최초로 발명했다. 화학기상증착법(CVD)을 통한 R2R(Roll to Roll) 방식의 대면적 그래핀 합성법을 개발해 이를 적용한 유연 터치스크린을 처음 선보였다. 세계 유수 대학에서 샘플 제공 요청이 쇄도하자 홍 대표는 지난해 10월 그래핀스퀘어를 설립했다. 그래핀스퀘어는 현재 화학기상증착법을 이용해 그래핀을 양산할 수 있는 유일한 기업이다. 구리와 같은 촉매 기판을 탄소가스와 고온에서 반응시켜 그래핀을 합성한 후 사용할 기판에 전사하는 방법이다. 그래핀스퀘어는 올해 포항에 그래핀 생산라인을 구축해 시제품 생산 및 제품 테스트 후 내년 초부터 그래핀을 양산할 계획이다. 포스텍 나노융합기술원 일원에 들어서는 첨단기술사업화센터에 본사와 연구소도 입주할 예정이다. 올해 3월 그래핀스퀘어는 포항시, 포스코, 포스텍, 포항산업과학연구원(RIST)과 '포항 그래핀밸리 조성 사업'을 위한 업무협약을 체결한 바 있다. 그래핀스퀘어는 배터리 응용제품, 방열 응용제품, 군사용 응용제품 등을 차례로 선보이고, 내년 자동차 앞유리용 성애, 서리 제거장치 등 자동차용 제품을 개발·공급한다는 로드맵을 마련했다. 그래핀스퀘어는 전기차 앞 유리에 장착해 김서림과 성에 등을 방지하는 그래핀 히터를 최초로 개발한 기술력을 발판으로 내년부터 전기차 3만대 분량 그래핀을 글로벌 자동차 업체에 납품하기로 했다. 그래핀스퀘어가 보유한 기술력이 주목받으며 내년 초 기술특례로 코스닥시장 상장도 준비하고 있다. 현재 미래에셋증권, 신영증권을 상장주관사로 선정했다. 홍 대표는 "기술성 평가 결과를 받은 후 6개월 내에 상장예비심사를 청구해야 하는 만큼 이르면 내년 상반기 코스닥시장 상장이 이뤄질 것으로 예상한다"고 말했다. ■김철홍 옵티코 대표 "광음향 의료기기로 편하고 정확한 진단 가능" "임상용 광음향 초음파 영상시스템을 개발하고 상용화를 추진하고 있다." 김철홍 옵티코 대표이사는 "차세대 초음파 기술을 활용해 환자들이 편하고 정확한 진단을 받도록 돕는 기술을 개발하고 있다"며 이 같이 말했다. 김 대표는 워싱턴대학교에서 의공학 박사학위를 취득하고 현재 포항공과대학교 창의IT융합공학과 교수로 재직중이다. 광학 및 초음파를 이용한 차세대 IT 융합 의료영상 기술을 개발하고 상용화하고 있다. 김 대표는 2018년 2월 옵티코를 창업했다. '옵티'는 영어로 빛을 뜻하고 '코'는 에코(소리)에서 따왔다. '빛과 소리의 융합으로 새로운 가치를 창조한다'는 뜻을 담았다. 옵티코는 차세대 광초음파 현미경 장비 개발에 성공해 지난해 세계현미경학회 혁신제품상, 제1회 산학프로젝트 챌린지 산업통상자원부 장관상을 수상하기도 했다. 옵티코가 현재 개발중인 광음향 의료영상 기술은 빛과 초음파 기술을 융합해 다중컬러의 초고해상도로 생체내 혈과, 조직 등을 관찰할 수 있다. 안과수술, 미세혈관 수술과 같은 미세수술 시 생체정보의 실시간 제공 뿐 아니라 내장기관을 비롯해 암 전이 여부를 판단하기 위한 지표로 활용되는 림프절 검사, 바이러스 관찰 및 간질환까지 저비용으로 가능하다. 김 대표는 "현재는 방사선에 노출될 수 있는 컴퓨터단층촬영(CT)이나 시간이 많이 걸리고 비용이 비싼 자기공명영상(MRI)을 활용해야 혈관과 조직 등을 관찰할 수 있다"면서 "하지만 광음향 의료기기를 사용하면 방사선에 대한 노출도 없고 비용도 상대적으로 저렴해 환자들이 간편하게 사용할 수 있는 장점이 있다"고 설명했다. 산학연이 연계된 체인지업 그라운드 포항은 첨단장비에 대한 접근이 용이하다는 점에서 옵티코의 연구 개발이 큰 도움이 되고 있다. 김 대표는 "최근 교수들도 논문에서 끝나지 않고 학문적 성과를 사회에 환원하기 위한 상용화 작업에 관심이 높다"면서 "차세대 기술 연구를 위해선 첨단장비가 필수적인데 학교와 연구소에 해당 시설과 장비가 있다는 점이 체인지업 그라운드의 가장 큰 장점"이라고 말했다. ■문경식 노드톡스 대표 "유해가스 감지 솔루션…'스마트 안전' 구현" "전 세계적으로 안전관련 규제가 강화되는 추세에 맞춰 스마트 가스 감지기를 개발해 상용화 하고 있다." 문경식 노드톡스 대표이사는 "밀폐된 작업공간에서 유독가스 때문에 사고가 발생하면 사망률이 50%가 넘어 치명적"이라며 이 같이 말했다. 문 대표는 2018년 7월 노드톡스를 설립했다. 그는 포항공과대학교에서 박사학위를 취득하고 삼성반도체, LG화학기술연구원에 근무한 뒤 포항산업과학연구원에 재직하고 있다. 노드톡스는 산업현장에서 발생할 수 있는 질식 재해로부터 작업자 안전을 지키는 개인용 가스검출기기를 개발해 사업화에 나서고 있다. 전력센서 및 휴대용 가스감지장치 기술개발을 주력으로 하고 있다. 핵심 기술분야인 저전력 블루투스 직접회로(BLE IC)를 이용한 신호처리, 통신방식과 웨이크업 리시버 통합회로(WuRx IC)를 이용한 무선센서 초절전 구동방식에 관한 아이디어를 도출해 국내특허 출원을 완료했다. 최근 포스코, 한동대와 함께 밀폐된 작업 공간의 안전사고를 예방하는 스마트 장비인 '스마트 세이프티 볼'(Smart Safety Ball)을 세계 최초로 개발했다. 스마트 세이프티 볼은 밀폐공간의 유해 가스 존재 여부를 사전 감지할 수 있게 한 도구다. 작업이나 정비 전에 스마트 세이프티 볼을 해당 공간에 투척해 가스 농도 등을 바로 측정하면 안전사고를 예방할 수 있다. 스마트 세이프티 볼은 직경 60㎜, 무게 100ｇ으로 테니스공과 유사한 크기다. 산소, 일산화탄소, 황화수소 등 3가지 가스 농도 파악이 가능하다. 측정된 값은 스마트폰이나 태블릿PC 등 전용 애플리케이션(앱)에서 실시간으로 확인할 수 있고, 위험 수준으로 측정되면 사전에 등록된 동료와 관리자에게 메시지와 위치정보가 전달된다. 내장 배터리로 2년간 상시 작동할 수 있으며 방진, 방수 기능까지 갖췄다. 문 대표는 "노드톡스가 개발중인 개인용 가스검출기기는 초저전력 센서 구동 기술과 초전력 무선센서 통신 기술을 기반으로 한다"면서 "차별화된 기술력으로 유해가스로 인한 산업현장 재해 사망률을 낮추도록 할 것"이라고 말했다. mjk@fnnews.com 김미정 기자

[파이낸셜뉴스] 특수지 전문기업 국일제지가 자회사 국일그래핀이 진행하고 있는 그래핀 양산화 작업이 순차적으로 진행 중이라고 11일 밝혔다. 앞서 국일그래핀은 추후 대면적 그래핀을 생산하기 위한 발판으로서 기술력 강화를 위해 그래핀 연속 증착 장비를 통한 특허 출원을 진행 중이라 밝힌 바 있다. 각각의 특허들은 그래핀 합성시 사용되는 방법으로서 열분해(Thermal CVD) 증착원 및 분급장치를 적용하는 방식, 다중 챔버 장치 내에서 여러 단품군을 생산하는 방식, 대면적 양산화의 장비설계 및 설비 내에서 증착 응용하는 방식 등 특화된 방식을 적용하여 제조 기술력의 우위를 점하는 부분이다. 국일그래핀 관계자는 “그동안 국일그래핀은 기술력을 바탕으로 특허등록 준비를 꾸준히 해온 상황”이라며 “현재 심사 중에 있는 미국특허 ‘Transfer-Free Method for Producing Graphene Thin Film’에 대해서도 미국특허청의 심사 및 의견에 따라 차질 없이 진행할 것”이라고 말했다. 그는 “최근 양산화 제품 표준화 및 안정화를 위해 그래핀 시드 없이 대면적의 균일한 그래핀 층을 형성시키는 연구에 성공한 적이 있다”며 “대면적 그래핀 층에서 저항성을 감소시키는 연구를 지속하고 있고 시제품 생산까지는 무리 없이 진행될 것”이라고 덧붙였다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 국일그래핀이 그래핀 관련 특허를 출원하고 기술력 강화를 이어간다. 국일제지의 자회사인 국일그래핀이 ‘다중 챔버 활용, 그래핀 연속 제조장치’로 특허를 출원했다고 23일 밝혔다 국일그래핀은 신소재 그래핀 관련 원천기술과 양산화 기술에 대한 선도기술 보호를 위해 지속적으로 특허출원을 진행하고 있다. 최근 성남에 피엠(Pilot Manufacturing)센터를 운영하며 기초연구개발과 파일럿 양산화 생산기능을 가진 설비를 설치중이다. 4월 중 설치완료될 연속식 화학기상증착(CVD)증착설비를 통해 만들어지는 플렉시블 유연전극용 그래핀 제품군은 디스플레이 및2차 전지 등 굽힐 수 있는 제품군에 활용된다. 특허출원 된 다중 챔버(chamber)를 활용한 그래핀 연속 장치에 관한 기술은12인치 규모로 연속해 그래핀 박막을 증착할 수 있는 양산화 설비에 대한 것이다.이 기술은 전자기 차폐 및 투명전극 등에 활용가능해 유리 및 실리콘 웨이퍼 외 단품화된 유연전극에도 사용할 수 있는 획기적인 대량생산 시스템이다. 회사 관계자는 “국일그래핀은 그래핀 응용제품군에서 'Roll to Rol' l설비로 만드는 연속식 제품군과 12인치의 단품 제품군을 모두 갖추게 됐다”며 “그래핀 양산화 설비 및 응용제품군에 대한 기술축적과 원천기술 지키기 위해 지적재산권 보호에 나설 것”이라고 말했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 국일그래핀이 그래핀 관련 특허를 출원하고 연구개발을 이어간다. 국일제지의 자회사인 국일그래핀이 “대면적 그래핀 증착방법 및 이를 이용한 그래핀 연속 증착장치”로 특허를 출원했다고 17일 밝혔다 국일그래핀은 출원한 특허를 바탕으로 가동 준비중인 연속식CVD증착장치에서 다양한 분야에 적용 가능한 그래핀 박막을 생산할 계획이다. 특히 플렉시블 연속식CVD증착설비는 대면적 양산화 설비로 장비설계 및 증착응용기술,적용범위에 대한 기술이 이번 특허에 적용된 것으로 알려졌다. 국일그래핀 관계자는 “당사는 그래핀 관련 기술을 꾸준히 연구하고 있는 상태”라며 “앞으로도 지속적인 연구로 그래핀 관련 기술 개발을 이어갈 것”이라고 말했다. 한편 경기도 성남에 그래핀 관련 피엠센터(Pilot Manufacturing Center)를 설립한국일그래핀은 기초연구개발과 파일럿 양산화 생산기능을 가진 설비를 설치중이다. 이번달 부터 전기 등 설비 관련된 제반공사를 시작으로 플렉시블 연속식CVD증착 설비(Roll to Roll설비)와 12인치 그래핀CVD증착 설비를 갖출 예정이다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

국내 연구진이 기계적 방법으로 나노분말 형태의 순수 그래핀을 대량으로 제조하고 이를 씨앗(Seed)으로 이용해 시트형으로 크게 성장시킬 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 계면제어연구센터 이재갑 박사팀이 5나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기의 나노분말 및 수 십 크기의 시트형 순수 그래핀 제조법을 개발했다고 15일 밝혔다. 연구팀은 제조된 순수 그래핀을 투과전자현미경이 아닌 X레이로 간단하게 증명함으로써 획기적인 그래핀 확인법도 제시했다. 탄소원자가 육각형 모양을 이루는 2차원 물질인 그핀은 탁월한 전자소자 특성으로 차세대 소재로 주목받고 있으나 두께 0.4㎚인 순수 그라핀 제조에는 어려움이 있었다. 연구팀은 먼저 다중벽탄소나노튜브(MWNT)가 튜브 구조가 아니라 튜브로 보이는 나선형 흑연 구조체라는 것에 착안, MWNT를 기계적으로 파쇄해 5㎚ 크기의 그래핀 분말을 제조했다. 제조된 그래핀 나노분말을 X레이 장치로 분석을 시도한 결과, 그래핀으로 분해 전(MWNT)과, 분해 후 그리고 그래핀 나노분말의 액상처리 후 각 단계에서 특이한 패턴을 확인했다. 이 '특이한 X레이 패턴'으로 순수 그래핀을 검증할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다. 이후 연구팀은 그래핀 나노분말을 기상화학 플라즈마증착(CVD)장치를 이용해 수십 ㎚크기의 시트형 그래핀으로 성장시키는데 성공했다. 일정의 진공용기에 가스를 넣고 전기에너지를 가하면 중성의 가스가 전자와 이온으로 분리되어 플라즈마가 발생하게 된다. 플라즈마증착방식은 높은 에너지 상태의 플라즈마를 이용해 물질성장에 필요한 활성종 또는 이온을 효과적으로 형성시켜 반응 속도를 증가시킬 수 있다. 연구팀은 "제조된 시료의 투과전자현미경분석에서 평면으로 보이는 그래핀 시트의 끝단이 한 원자층임을 확인할 수 있는 '가장자리 조직'이 나타났다"며 "투과전자현미경의 가장자리 조직과 특이한 X레이 패턴이 순수 그래핀 존재의 직접적인 증거"라고 설명했다. 특히 X레이 분석법은 투과전자현미경 분석과 비교할 때 매우 간단하므로 비용과 시간을 크게 줄일 수 있어 순수한 분말상 그래핀 연구에 활기를 불어 넣을 것으로 기대했다. 한편, KIST 이재갑 박사가 주도한 이번 연구는 한국표준과학연구원 김용일 박사, 한국기초과학지원연구원 김진규 박사, 영남대학교 민봉기 박사, KIST 이경일 박사, 박예슬 씨 및 영국의 헤리엇와트대학교 존 필립 교수가 참여했다. 연구결과는 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트'에 지난 14일 게재됐으며 미국 등 국내외 특허등록 및 출원된 상태다. bbrex@fnnews.com 김혜민 기자