Graphene oxide, which is 2-dimensional material, has lots of oxygen functional groups making the graphene oxide be dispersed in water and organic solvents. And the dispersed graphene oxide shows liquid crystallinity. The liquid crystalline graphene oxide is possible to be spun in fiber and because the fiber has excellent tensile strength and electrical conductivity, graphene fiber is considered as a candidate material for smart fabric which is next-generation application. To be applied on smart fabric, graphene fiber needs to show excellent elongation performance. Thus, many researches have been conducted to improve mechanical performance of graphene fiber. In this work, nanodiamond, which has a spherical structure in nanoscale, was introduced to fabricate graphene/nanodiamond composite fiber. The composite fiber showed improved elongational performance maintaining excellent tensile strength and electrical conductivity. By atomic force microscopy and rheology measurement, it is confirmed that nanodiamond worked as nano-bearing between graphene sheets resulting in reduced frictional force. Through this work, it is suggested that improved graphene/nanodiamond composite fiber is applicable to smart fabric.
그래핀 옥사이드는 2차원 물질로 많은 산소작용기를 가지고 있기 때문에 물이나 유기용매에 분산이 잘 되고 분산이 된 그래핀 옥사이드는 액정성을 띈다. 액정성을 가지는 그래핀 옥사이드는 섬유형태로 방사가 가능한데, 방사된 섬유는 높은 강도와 전도도를 가지기 때문에 차세대 응용분야인 스마트 패브릭의 소재로 활용되기에 적합하다. 스마트 패브릭으로 활용되기 위해서 그래핀 섬유는 좋은 연신 성능을 보여야하기 때문에 그래핀 섬유의 연신 성능 향상을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 나노 스케일에서 구 형태의 구조를 나노다이아몬드를 도입하여 그래핀 복합 섬유를 제조하였다. 제조된 섬유는 향상된 연신 성능을 보임과 동시에 좋은 강도와 전도도를 유지하였다. 원자현미경 분석과 레올로지 분석을 통하여 나노다이아몬드가 그래핀 시트 사이에서 나노 베어링으로 작용함으로써 그래핀 시트 간의 마찰력을 줄여 주는 것을 확인하였으며, 본 연구를 통하여 향상된 그래핀/나노다이아몬드 복합섬유가 스마트 패브릭의 소재로 활용될 가능성을 제시하였다.
