KR101857004B1 - 그래핀 기반의 막 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 결함을 포함하는 단일층 그래핀; 상기 결함 상에 배치되는 증착층; 및 상기 증착층이 둘러싸는 나노크기의 포어를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 제조방법은 단일층 그래핀 시트를 형성하는 제 1 단계; 상기 그래핀 시트 상에 부분적으로 증착층을 형성하는 제 2 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 제조방법은 단일층 그래핀 시트를 형성하는 제 1 단계; 상기 그래핀 시트 상에 부분적으로 증착층을 형성하는 제 2 단계;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 그래핀 기반의 막 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자세하게, 본 발명은 포어를 포함하는 그래핀 기반의 막 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
더 자세하게, 포어의 크기를 조정함으로써, 역삼투분리막(reverse osmosis membrane), 정삼투분리막(forward osmosis membrane), 정밀여과막(microfiltration membrane), 한외여과막(ultrafiltration membrane), 나노여과막(nanofiltration membrane)에 사용할 수 있는 그래핀 기반의 막 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
지구온난화, 기후 변화, 환경 오염 등으로 인하여 전 세계적으로 물 부족 현상이 심화되고 있다. 또한, 지구상의 전체 수자원은 대부분 해수로 존재하기 때문에, 물 부족 현상을 해결하기 위한 수단으로서 해수 담수화 기술의 중요성이 대두되고 있다.
해수 담수화 방법에는 증발법과 역삼투압법으로 크게 나눌 수 있다. 증발법은 에너지 소모량이 다른 담수화법에 비하여 매우 높기 때문에, 역삼투압법이 가장 널리 사용되고 있다.
한편, 역삼투압법은 반투막에 압력을 가하여 해수를 담수화하는 기술로서, 압력이 요구되는 만큼 에너지 소비량이 증가되는 문제점이 있다. 즉, 역삼투압법 또한 일반적인 식수의 생산방법보다 높은 생산비용이 요구된다.
역삼투압법의 공정에 관련한 기술들은 이미 최적화가 상당히 진행되었기 때문에, 에너지 소비량을 획기적으로 줄이는 것이 어렵다.
이에 따라, 기존의 고분자 역삼투막을 대체할 수 있는 고성능의 새로운 역삼투막의 개발이 요구된다.
또한, 공정비용을 저감시키고 공정효율을 향상시키기 위하여, 물리적, 화학적으로 안정한 물질로 이루어진 막의 개발이 요구된다.
또한, 막은 제거 하고자 하는 물질에 따라 포어(기공)의 크기가 다르기 때문에, 다양한 포어의 크기로 제조할 수 있는 막의 제조방법이 요구된다.
본 발명은 포어를 포함하는 그래핀 기반의 막 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 그래핀은 단원자 두께로 매우 유연하면서도 높은 물리적 강도를 가지기 때문에, 반영구적 또는 영구적으로 사용이 가능한 막을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 그래핀을 대면적의 단일층으로 형성함에 따라, 막에서 포어의 양을 늘리고 두께를 줄일 수 있다. 이에 따라, 많은 양의 해수를 한 번에 정제할 수 있고, 에너지 소비를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 결함이 있는 그래핀을 사용할 수 있다. 자세하게, 본 발명은 결함이 없는 대면적의 단일층 그래핀을 제조하는 기술적인 어려움과, 나노 크기의 포어를 형성하는 기술적인 어려움을 해결할 수 있다. 이에 따라, 공정 비용 및 공정 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 결함을 포함하는 단일층 그래핀; 상기 결함 상에 배치되는 증착층; 및 상기 증착층이 둘러싸는 나노크기의 포어를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 제조방법은 단일층 그래핀 시트를 형성하는 제 1 단계; 상기 그래핀 시트 상에 부분적으로 증착층을 형성하는 제 2 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 포어를 포함하는 그래핀 기반의 막은 그래핀이 물리적, 화학적으로 안정하기 때문에 영구적 또는 반영구적으로 사용할 수 있고, 이에 따라 경제성을 향상시킬 수 있다.
또한, 그래핀의 결함 상에 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질을 증착시킴에 따라, 결함의 제어 및 활용에 따른 나노 크기의 포어를 형성할 수 있다. 이러한 나노 크기의 포어는 염이 투과될 수 없고, 물이 투과될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 해수 중의 염분이 효과적으로 제거될 수 있다.
또한, 결함이 있는 그래핀을 활용할 수 있고, 별도의 포어를 형성하는 기술을 적용시킬 필요가 없이, 결함의 크기를 조정함에 따라, 포어의 크기를 조정할 수 있다. 따라서, 다양한 종류의 수처리 분리막을 제조할 수 있다. 예를 들어, 포어의 크기를 조정함으로써, 역삼투 분리막(reverse osmosis membrane), 정삼투 분리막(forward osmosis membrane), 정밀여과막(microfiltration membrane), 한외여과막(ultrafiltration membrane), 나노여과막(nanofiltration membrane)에 사용할 수 있는 그래핀 기반의 막을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 물의 흐름성이 좋고, 염의 제거가 우수한 포어를 포함하는 그래핀 기반의 막을 제공할 수 있다.
도 1은 결함을 포함하는 단일층 그래핀의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 제조 공정의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 제조 공정의 순서도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
현재 사용되고 있는 고분자 막은 농도 분극 현상 등으로 인하여, 투과 유량이 낮고, 파울링과 같은 한계점을 가지며, 이러한 한계점은 물의 생산 비용을 증가시키는 요인이 된다.
최근에는, 이러한 고분자 막을 대체하기 위하여 아쿠아포린, 그래핀, 탄소나노튜브와 같은 물질을 이용한 막의 연구가 진행되고 있다.
특히, 그래핀은 뛰어난 물성적 특성을 가질 수 있다. 이에 따라, 그래핀 기반의 막은 염 제거율이 우수하고, 투과 유량을 향상시킬 수 있다는 점에서 막의 소재로서 크게 주목받고 있다.
한편, 순수한 그래핀은 sp2 결합으로만 이루어지기 때문에, 물이 투과할 수 없다. 따라서, 그래핀을 수처리 막으로 제조하기 위해서는 그래핀에 나노 크기의 포어를 형성해야 한다.
이와 같은 방법은, 대면적의 결함이 없는 그래핀의 제조가 요구되며, 이는 기술적인 한계를 가진다. 또한, 그래핀 상에 나노 크기의 포어를 형성하기 어렵고, 나노 크기의 포어를 대면적으로 제어하는 데는 기술적인 한계를 가진다. 또한, 많은 공정 비용이 요구되고, 공정 효율이 저하되는 문제점을 가진다.
본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 결함을 포함하는 단일층 그래핀; 상기 결함 상에 배치되는 증착층; 및 상기 증착층이 둘러싸는 나노크기의 포어를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막을 설명한다.
도 1은 그래핀(100)의 평면도를 나타내는 도면이다. 상기 그래핀(100)을 가공하여 포어를 형성함에 따라, 그래핀 기반의 막을 형성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 그래핀(100)은 결함(D)을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 결함(D)은 점결함, 선결함, 면결함 중 적어도 하나의 결함을 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 결함(D)은 공공, 침입형 원자등과 같은 점결함을 포함할 수 있고, 전위(dislocaiton)와 같은 선결함을 포함할 수 있고, 결정입계(Grain Boundary)와 같은 면결함을 포함할 수 있음은 물론이다.
상기 그래핀(100)은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형성된 상기 결함(D)을 포함할 수 있다.
상기 단일층의 그래핀(100)은 복수 개의 결함(D)을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 결함(D)들 사이의 이격 거리는 서로 대응되거나 서로 다를 수 있다. 상기 복수 개의 결함(D)들은 서로 대응되거나 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
일반적인 그래핀에 관한 연구는 무결함의 그래핀을 제조하는데 초점을 두고 있다. 또한, 그래핀이 결함을 가지더라도, 결함을 치유하는 방법에 관한 많은 연구가 진행되고 있다.
그러나, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 결함을 포함하는 그래핀을 그대로 사용할 수 있다는 점에서, 그래핀 가공 내지 합성의 비용을 저감시킬 수 있다.
상기 그래핀은 단일층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 그래핀의 단원자층은 약 0.34 ㎚의 두께를 가질 수 있다. 즉, 그래핀 기반의 막은 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 고분자성 역삼투 분리막보다 1,000 배 정도 더 얇은 막을 제공할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 수처리 속도를 감소시킬 수 있어, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막을 제공하기 위하여, 가공된 그래핀의 평면도이다.
상기 그래핀(100)의 결함(D) 상에는 증착층(200)이 배치될 수 있다.
상기 증착층(200)은 상기 그래핀(100) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 증착층(200)의 평면적은 상기 그래핀(100)의 평면적보다 작을 수 있다.
상기 증착층(200)은 단일층인 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 그래핀 기반의 막은 포어의 크기를 선택적으로 제어함과 동시에, 얇은 두께의 막을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 위치에 따라, 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 제 1 두께 및 제 2 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 그래핀(100)만이 배치된 영역은 제 1 두께를 가질 수 있고, 상기 그래핀(100)의 결함 상에 상기 증착층(200)이 배치된 영역은 제 2 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 두께는 상기 제 2 두께보다 작을 수 있다.
상기 증착층(200)은 상기 그래핀(100)의 결함(D)을 가지는 영역 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 증착층(200)은 상기 결함의 경계 영역 상에 선택적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 결함(D)의 경계 영역은 상기 증착층(200)과 중첩될 수 있다. 여기에서, 상기 결함(D)의 경계 영역은 결함에 의하여 탄소 원소가 sp2 결합에 의하여 서로 연결되지 않은 영역, 또는 탄소 원소의 밀도가 변화하는 영역, 또는 탄소 원소의 배치가 불규칙하게 변화된 영역을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 증착층(200)은 상기 결함(D)이 형성된 상기 그래핀(100)의 일면, 상기 일면과 반대되는 타면 중 적어도 하나의 면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 증착층(200)은 상기 결함(D)의 내부 영역에 배치됨에 따라, 상기 그래핀(100)의 단일층과 동일한 층에 증착층(D)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증착층(200)은 상기 결함(D)의 경계 영역 상의 그래핀(100)의 일면, 타면 및 경계 영역의 안쪽 오픈 영역 측부에 배치될 수 있다.
상기 증착층은 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 그래핀의 결함 상에는 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질이 증착될 수 있다. 상기 그래핀의 결함 상에 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질이 증착됨에 따라, 포어의 크기를 제어할 수 있다.
상기 증착층(200)은 상기 그래핀(100)보다 친수성이 큰 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 그래핀의 결함 상에 배치된 상기 금속 산화물은 표면에서 극성일 수 있다. 즉, 상기 금속 산화물은 친수성을 가지기 때문에, 투과 유량을 향상시킬 수 있고, 막의 파울링 문제를 저감시킬 수 있다. 또한, 염의 제거율을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 염 제거율이 95%이상일 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 염 제거율이 약 99%이상일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 고분자 막보다 투과 유량이 수백배 향상될 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 고분자 막보다 투과 유량이 100배 내지 500배 향상될 수 있다.
상기 그래핀 기반의 막은 포어(P)를 포함할 수 있다. 상기 포어(P)는 상기 증착층(200)이 둘러싸는 영역일 수 있다. 자세하게, 상기 포어(P)는 상기 증착층(200)이 둘러싸고, 그래핀의 탄소원소가 오픈된 영역을 의미할 수 있다.
즉, 상기 그래핀 기반의 막은 포어(P)를 포함함에 따라, 해수의 염을 효과적으로 걸려낼 수 있다. 이에 따라, 해수의 담수화를 저비용, 고효율로 구현할 수 있다.
상기 포어(P)는 다양한 크기를 가질 수 있다. 상기 포어의 크기는 제거 대상 물질에 따라서 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제거 대상 물질은 염, 세균, 바이러스, 콜로이드 등일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 역삼투 분리막(reverse osmosis membrane), 정삼투 분리막(forward osmosis membrane), 정밀여과막(microfiltration membrane), 한외여과막(ultrafiltration membrane) 및 나노여과막(nanofiltration membrane) 중 적어도 하나의 막으로 사용될 수 있는 크기의 포어를 가질 수 있다. 이때, 상기 포어의 크기는 0.1㎚ 내지 10㎛일 수 있다.
상기 포어(P)는 나노 크기의 포어일 수 있다. 이때, 나노 포어의 크기는 특정의 불순물을 선택적으로 투과되지 않도록 하는 선택성이 있어야한다. 예를 들어, 상기 포어의 크기는 0.1㎚ 이상 1㎛ 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 포어의 크기는 0.2㎚ 이상 1㎛ 미만일 수 있다. 상기 포어(P)의 크기는 상기 결함(D)의 크기 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 1의 제 1 결함의 크기(S1)는 도 2의 제 1 포어의 크기(S2)보다 클 수 있다. 즉, 대응되는 위치의 포어와 결함의 크기를 비교하면, 결함 상에 증착층이 배치됨에 따라, 상기 포어(P)의 크기는 상기 결함(D)의 크기 보다 작을 수 있다.
또한, 그래핀 기반의 막에 포함되는 복수 개의 포어의 평균 크기는 그래핀에 포함되는 복수 개의 결함의 평균 크기보다 작을 수 있다. 이에 따라, 그래핀의 결함의 크기 보다 염의 크기가 작아서, 투과막으로서 기능하지 못하는 경우에도, 상기 포어의 크기는 결함보다 작게 형성될 수 있어, 상기 포어의 크기는 염의 크기보다 작게 형성될 수 있다.
일례로, 포어를 포함하는 그래핀 기반의 역삼투 분리막에 대하여 자세하게 설명한다.
염은 물보다 큰 크기를 가진다. 따라서, 역삼투 분리막에 사용되기 위한 그래핀은 물은 투과되고, 염은 투과되지 않는 크기의 포어가 요구된다.
포어를 포함하는 그래핀 기반의 역삼투 분리막은 포어가 나노 크기일 수 있다. 예를 들어, 포어를 포함하는 그래핀 기반의 역삼투 분리막은 포어가 1㎚이하의 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 포어를 포함하는 그래핀 기반의 역삼투 분리막은 포어가 0.1㎚ 내지 0.5㎚의 크기를 가질 수 있다. 더 자세하게, 포어를 포함하는 그래핀 기반의 역삼투 분리막은 포어가 0.2㎚ 내지 0.5㎚의 크기를 가질 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 포어를 다양한 크기로 조정함에 따라, 세균, 바이러스, 콜로이드 등과 같은 다양한 크기의 물질을 제거할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 포어를 포함하는 그래핀은 역삼투 분리막 외의, 정삼투 분리막 나노여과막, 정밀여과막, 한외여과막 등에도 사용될 수 있다.
또한, 그래핀은 유연성을 가지며 물리적인 특성이 우수하다. 예를 들어, 그래핀은 인장 강도가 130 GPa이며, 영률이 약 1 Tpa이고, 밀도가 2.2 g/㎤ 이다. 또한, 그래핀은 높은 화학적 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 그래핀은 규칙적인 리지드한 구조로서, Ar 분위기 하에서, 약 2800℃까지 높은 열안정성을 가질 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 포어를 포함하는 그래핀 기반의 막은 그래핀이 물리적, 화학적으로 안정하기 때문에 영구적 또는 반영구적으로 사용할 수 있고, 이에 따라 경제성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 그래핀을 대면적의 단일층으로 형성함에 따라, 막에서 포어의 양을 늘리고 두께를 줄일 수 있다. 이에 따라, 훨씬 많은 양의 해수를 한 번에 정제할 수 있고, 에너지 소비를 저감시킬 수 있다.
또한, 결함이 있는 그래핀을 활용할 수 있고, 별도의 포어를 형성하는 기술을 적용시킬 필요가 없이, 결함의 크기를 조정함에 따라, 포어의 크기를 조정할 수 있다. 따라서, 다양한 종류의 수처리 분리막을 제조할 수 있다.
또한, 그래핀의 결함 상에 금속 산화물 또는 금속을 증착시킴에 따라, 결함의 제어 및 활용에 따른 나노 크기의 포어를 형성할 수 있다. 이러한 나노 크기의 포어는 염은 투과할 수 없고 물은 투과할 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 해수 중의 염분이 효과적으로 제거될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막의 제조방법은 단일층 그래핀 시트를 형성하는 제 1 단계(ST10); 상기 그래핀 시트 상에 증착층을 형성하는 제 2 단계(ST20);를 포함할 수 있다.
먼저, 단일층 그래핀 시트를 형성하는 제 1 단계에 대하여 설명한다. 단일층 그래핀 시트는 지지층 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 에칭박막폴리카보네이트(PCTE, polycarbonate track etched)의 지지층 상에 단일층의 그래핀을 제조할 수 있다.
대면적의 단일층 그래핀 시트는 화학기상증착법(CVD)을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt) 등과 같은 탄소를 잘 흡착하는 전이금속을 촉매층으로 준비한 후, 1000℃ 이상의 고온에서, CH4, H2, Ar의 혼합 가스를 주입할 수 있다. 고온에서 주입된 상기 혼합가스에서 탄소가 촉매층과 반응한 후, 급랭되면 촉매로부터 탄소가 떨어져 나오면서 촉매층의 표면에 그래핀이 성장될 수 있다.
이때, 상기 단일층의 그래핀은 다양한 종류의 결함을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 결함 및 결정립계의 밀도 또는 분포는 가스 분위기의 조건, 금속 시편의 종류, 금속 시편의 그레인과 같은 특성에 따라, 달라질 수 있다.
다음으로, 상기 그래핀 시트 상에 증착층을 형성하는 제 2 단계를 설명한다.
상기 그래핀 시트 상에는 증착층이 부분적으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 단계에서 형성된 그래핀 시트는 결함을 포함하고, 상기 제 2 단계에서 형성되는 증착층은 상기 결함의 경계 영역 상에 증착될 수 있다.
즉, 상기 결함을 포함하는 그래핀 상에 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질을 증착하여 결함의 크기를 조정할 수 있다. 이에 따라, 나노 크기의 포어를 포함하는 그래핀 기반의 막을 제조할 수 있다.
상기 증착층은 원자층 증착법(Atomic layer deposition)을 통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질을 상기 결함 및 결정립계 상에 증착시킬 수 있다. 자세하게, 원자층 증착(Atomic layer deposition)을 통하여 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질은 그래핀의 결함에 선택적으로 증착될 수 있다.
예를 들어, 상기 결함 상에 배치되는 금속 산화물은 결함 주위를 둘러쌈에 따라, 포어의 크기가 줄어들 수 있다.
즉, 결함의 크기를 조정 및/또는 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질의 증착을 조정함에 따라, 포어의 크기를 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 그래핀 기반의 막은 역삼투분리막(reverse osmosis membrane), 삼투분리막(forward osmosis membrane), 정밀여과막(microfiltration membrane), 한외여과막(ultrafiltration membrane) 및 나노여과막(nanofiltration membrane) 중 적어도 하나의 막의 제조에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 결함이 있는 그래핀을 사용할 수 있다. 자세하게, 본 발명은 결함이 없는 대면적의 단일층 그래핀을 제조하는 기술적인 어려움과, 결함이 없는 대면적의 단일층 그래핀에 나노 크기의 포어를 형성하는 기술적인 어려움을 해결할 수 있다. 이에 따라, 공정 비용 및 공정 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 물의 흐름성이 좋고, 염 등의 제거가 우수한 포어를 포함하는 그래핀 기반의 막을 제공할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 또한, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Claims (10)
- 단일층 그래핀;
상기 단일층 그래핀에 다양한 크기로 불규칙적으로 형성되는 결함;및
상기 결함 상에 배치되어 상기 결함의 크기를 조절하여 나노 크기의 복수개의 포어들을 생성하는 증착층을 포함하는 그래핀 기반의 막. - 제 1항에 있어서,
상기 증착층은 금속 산화물 및 금속 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 그래핀 기반의 막. - 제 1항에 있어서,
상기 증착층은 상기 결함의 경계 영역 상에 선택적으로 배치되는 것을 포함하는 그래핀 기반의 막. - 제 1항에 있어서,
상기 증착층은 단일층인 것을 포함하는 그래핀 기반의 막. - 제 1항에 있어서,
상기 포어의 크기는 0.1㎚ 이상 1㎛ 미만인 것을 포함하는 그래핀 기반의 막. - 다양한 크기의 결함이 불규칙적으로 형성된 단일층 그래핀 시트를 형성하는 제 1 단계;
상기 그래핀 시트 상에 부분적으로 증착층을 형성하는 제 2 단계;를 포함하고,
상기 증착층은 상기 결함의 경계 영역 상에 증착되어 상기 결함의 크기를 조절해 나노 크기의 복수 개의 포어들을 생성하는 그래핀 기반의 막의 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 제 1 단계의 상기 그래핀 시트는 화학기상증착법으로 형성되는 것을 포함하는 그래핀 기반의 막의 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 제 2 단계의 증착층은 원자층 증착법으로 형성되는 것을 포함하는 그래핀 기반의 막의 제조방법. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 막은 역삼투 분리막 또는 정삼투 분리막인 것을 포함하는 그래핀 기반의 막.
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