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그래핀의 산업 활용을 위한 국제표준화

박 원 규_ 성균관대학교 나노과학기술원 연구교수

1. 개요
표준과 규격은 신소재를 적용한 제품 개발시 원료 의 품질관리를 위한 수입검사 기준으로서 필요하다. 제품이 개발되었을 때 적용한 신소재가 기여한 성능 향상 부분을 평가하는 기준을 표준에서 제공하기 도 한다. 제품을 출하하고 소비자와 해외에 판매할 때 제품의 안전성과 국제인증 기준으로서 표준(번 호)을 제출해야 한다.
발명된 지 20년이 안된 그래핀은 실리콘, 구리 등 을 대체하여 반도체 소재, 배터리 전극 코팅재, 수처 리 필터, 방열재료, 초경량 복합 소재 등으로 활용할 수 있어 새로운 고부가가치 소재로 각광받고 있다.
우리나라는 스탠다드그래핀, 그래핀올, 엘브스지켐 텍, 대주전자재료, 포스코 등이 주요한 업체로서 분 말형 제품인 플레이크 그래핀 소재를 생산하고 있 고, 필름형 제품인 CVD 그래핀은 LG전자, 그래핀 스퀘어, 그래핀랩, 참그래핀, MCK Tech 등이 시험 생산을 하고 있다.
그래핀 국제표준은 용어, 평가법, 안전성, 적용 제 품의 성능 등 분야에 대해서 ISO TC 229의 나노기 술 위원회와 IEC TC 113 전기전자제품의 나노기술 위원회가 다루고 있다. 우리나라는 나노기술의 안전 성, 바이오 응용 관련 국제표준 개발에 선도적 역할 을 해 왔으며, 그래핀의 전기전자제품 응용 관련한 국제표준에서 선두 그룹에 위치하고 있다.

2. 각국의 그래핀 표준화 활동
EU는 10년 기간의 연구개발 사업인 Graphene Flagship 공동연구 프로그램 내 산업화 분과에서 9 개의 그래핀 국제표준을 개발하고 있다. 중국은 중 앙정부의 지원을 받는 각 지역의 연구소, 중소기업 이 플레이크 그래핀 국제표준을 8개 개발하고 있다. 일본은 그동안 탄소나노튜브 국제표준에서 선구자 였으며, 그래핀 표준화에도 참여하고 있다. 미국은 그래핀 산업체 중 국방 관련 업체가 많은 것으로 알 려져 있고, The Graphene Council과 같은 회원제 그래핀 시험인증기관이 있다. 우리나라는 7개의 그 래핀 국제표준을 개발하고 있으며, 2020년에는 그 중 2건의 그래핀 국제표준을 IEC에 성공적으로 등 재하는 등 그래핀 산업화 활용을 위한 국제 기여를 하고 있다.
EU를 먼저 살펴보면, 독일과 영국을 중심으로 ISO, IEC 국제표준기구 내에서 그래핀 표준화를 위 해 활동하고 있다. IEC 국제표준기구에서는 독일, 이 탈리아, 스페인, 덴마크, 영국, 프랑스의 표준전문가 들이 표준안 제안을 하여 진행하고 있다.
독일은 초기에 미국이 주도했던 그래핀 공란 상세 규격(Blank Detail Specification, BDS) 표준안을 이 어받아서 그래핀에 대한 일반 정보를 규정하는 표 준을 위원회에 제출하였다. IEC 표준문서 개발은 CDV(Committee Draft for Vote) 단계에 와 있다. 표 1은 표준안에 있는 그래핀 물질에 대한 정보를 기록하는 공란 상세 규격 중 하나이다.
영국이 주도하는 그래핀의 결함 밀도 측정법 표 준안에서 분석 실험 결과를 기록하는 규격은 표 2 와 같다. 라만 산란에 의한 그래핀 결함 밀도 측정 법을 제안하였는데, CVD 그래핀에 대한 표준안은 현재 DTS(Draft Technical Specification) 단계에 와 있다.

사진 1. 이탈리아 표준개발팀이 속한 토리노 INRIM (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, 국립표준연구소) 전경

사진 출처: INRIM 홈페이지

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