그래핀은 탄소 원자가 육각형 벌집 모양으로 연결되어 2차원 평면을 이루고 있는 물질입니다. 각 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 하나씩 있는 모습이지요. 이와 같은 탄소 동소체가 있을 가능성은 오래전부터 이론으로 존재했습니다. 소량의 그래핀을 전자현미경으로 관찰하는 데 성공하기도 했지요. 하지만 그래핀을 안정적으로 생산하는 방법을 찾기는 어려웠습니다. 그러던 2004년 영국 맨체스터대학교의 안드레 가임 교수와 연구원 콘스탄틴 노보셀로프 박사가 어처구니없을 정도로 간단한 방법을 발견했습니다. 가임은 러시아 태생으로 영국과 네덜란드 시민권을 가지고 있는 물리학자입니다.

 이 두 사람이 그래핀을 분리하는 방법을 찾아낸 과정이 재미있습니다. 가임과 노보셀로프는 종종 ‘금요일 밤 실험’이라는 모임을 열었습니다. 여럿이 모여서 평소 연구와 관계없이 재미 삼아 간단한 실험을 하는 모임이었지요. 어느 금요일 두 사람은 셀로판테이프를 흑연 덩어리에 붙였다 떼며 흑연을 얇게 벗겨내는 실험을 했습니다. 아주 얇은 물질을 만들어 보기 위해서였지요. 그런데 문득 두 사람은 어떤 것이 다른 것보다 더 얇다는 사실을 알아챘습니다.

 계속해서 셀로판테이프로 흑연을 얇게 떼어내는 작업을 반복하다 보니 어느새 벗겨진 두께가 원자 하나에 불과한 그래핀이 분리되어 있었습니다.

 그래핀은 구조적으로 대단히 안정적이어서 매우 튼튼합니다. 강철보다 100배 이상 강할 정도지요. 구리보다 전기가 잘 통하는데 신축성이 좋아 구부리거나 늘려도 전기 전도성을 유지합니다. 그리고 열도 구리보다 잘 전도하지요. 이와 같은 여러 특성이 굉장히 우수해 꿈의 신소재로 불리고 있습니다. 투명 디스플레이, 태양전지, 차세대 반도체 등이 그래핀이 유용하게 쓰일 가능성이 있는 분야입니다.

 물론 이런 산업에 널리 쓰이기 위해서는 아직 넘어야 할 한계가 있습니다. 생각보다 활용이 지지부진한 면이 있는 것도 사실입니다. 하지만 그래핀은 만들어진 지 얼마 되지도 않은 상황에서 노벨상의 대상이 되었습니다. 당시에도 상당히 파격적인 선정이라는 말이 있을 정도였지요. 그만큼 그래핀의 향후 가능성을 크게 보았다는 말입니다. 실제로 그래핀에 관해 아직도 모르는 게 많기도 하고요. 앞으로 그래핀이 정말로 꿈의 신소재라는 명성에 걸맞은 모습을 보여줄지 궁금합니다.