"이걸 미·중은 20년을 못 했다고요?" 대한민국이 또 일냈다, 한국이 세계 최초 그래핀 양산에 성공한 진짜 이유

0:00 2021년 겨울 기억하세요. 디젤 차 모는 분들 요소를 못 구해서 발만 동경 구르던 그때요. 중국이 요소 수출을 딱 한 번 조였을 뿐인데 전국 화물 트럭이 줄줄이 멈췄었죠. 근데 그게 끝이 아니었어요. 2023년 중국은 이번엔 또 다른 자원의 밸브에 손을 얹습니다. 한국이 무려 97%를 중국 한나라에서 받아오던 배터리에 꼭 들어가는 바로 그 자원이요. 평소엔 잘 들어오니까 아무도 신경 안 썼는데 그 손이 밸브를 잠그는 순간 우리 산업 전체가 그 손만 쳐다보게 생긴 겁니다. 자, 이쯤 되면 보통은 나라의 비상이 걸리죠. 그런데 한국은 전혀 다른 카드를 꺼냈어요. 중국이

0:47 잠근 그 자원이 단 한 데요. 남이 우리 집 우물에 자물쇠를 채웠더니 우리는 아예 마당의 새우물을 파버린 셈이에요. 도대체 그게 무슨 카드길래 한 나라가 칼을 빼든 자리에서 한국만 웃을 수 있었던 걸까요? 그 카드의 정체가 사실은 눈에 잘 보이지도 않는 막한장이었거든요. 강철보다 200배 강한데 빛은 그냥 통과시키고 전기는 구리보다 100배 잘 그립니다. 말이 안 되죠. 그런데이 물질을 미국도 중국도 20년을 못 만들었습니다. 막대한 돈을 쏟아부은 미국, 일본, 중국이 줄줄이 백기를 들었어요. 그런데 바로 지금 그 불가능을 깨버린 나라가 딱

1:34 한 곳 있습니다. 대한민국이요. 그것도 한국 최초가 아니라 세계 최초, 세계 최대규으로요. 자, 그럼 도대체 어떻게 한국만 됐을까요? 비밀은 의외로 연필심에 있었습니다. 끝까지 보시면 여러분 전기 오금부터 스마트폰 심지어 우리 경제의 다음 먹걸이가 지금 포항에서 어떻게 깔리고 있는지 그 전부가 보일 겁니다. 자, 비밀이 연필심에 있다고 했죠? 진짜예요. 여러분이 어릴 때 쓰던 그 연필 신부분을 선톱으로 긁어 보면 까만 가루가 묻잖아요. 그게 바로 흑연이거든요. 그런데이 흑연을 현미경으로 쭉 들여다 보면 얇은 종이 같은 막이 수백만 겹으로 차곡차곡

2:20 쌓여 있는 구조예요. 김밥을 옆에서 보면 김이 한 장씩 말려 있는 것처럼요. 바로이 흑연에서 맨 위 한 겹 딱 한 장만 떼어낸게 그래핀입니다. 탄소 원자들이 벌집 모양으로 촘촘하게 짜인 단 한 겹의 막이죠. 이게 얼마나 냐면 두께가 0.34nm예요. 숫자만 들으면 감이 안 오시죠? 쉽게 말해 머리카락 한호를 10만 번 쪼갠 정도의 두께입니다. 사실상 두께라는게 없는거나 마찬가지예요. 그런데이 종이장보다 얇은 막 한 장이 강철보다 200배 강하고 빛은 그냥 통과시키고 전기는 불리보다 잘 흐른다는 거죠. 그러니 과학자들이 다들 눈이 돌아갈

3:06 수밖에요. 그럼이 대단한 걸 누가 처음 발견했을까요? 놀라지 마세요. 2004년 영국 맨체스터 대학의 두 과학자가 흑연 덩어리에 스카치 테이프를 척 붙였다가 쫙 떼는 황당할만큼 단순한 방법으로 그래핀을 처음 분리해 냈어요. 우리가 책상에 붙은 먼지 떼어낼 때 하는 그 동작 그대로요.이 발견 하나로 두 사람은 2010년 노벨 물리학상까지 봤습니다. 자, 여기까지 들으면 이런 생각이 들죠. 테이프 붙였다 떼면 되는 거면 그게 뭐가 그렇게 어려워? 바로 거기에 20년짜리 함정이 숨어 있었습니다. 스카치 테이프로 떼어내 봤자 손톱만한 조각밖에 안 나와요. 그것도 들쭉날쭉하게요. 그런데 이걸

3:53 진짜 산업에 쓰려면 크고 균일한 막을 공장에서 끝없이 뽑아낼 수 있어야 하잖아요. 손톱만한 조각을 만드는 거랑 공장에서 100m씩 뽑아내는 건 종이 접기랑 진짜 비행기 만드는 것만큼 다른 차원의 이야기였던 거예요. 그래서 어떻게 됐을까요? 미국도 일본도 중국도 막대한 돈을 들이부었습니다. 미국의 한 그래핀 회사는 2006년에 세워져서 자동차 회사 포들, 골프용품 회사, 켈러웨이하고 손까지 잡았어요. 그런데 결국 2022년 공장문을 닫습니다. 다른 나라들도 마찬가지였어요. 실험실에서는 분명히 만들어지는데 그걸 공장으로 옮기는 순간 모두가 똑같은

4:39 벽에 부딪혀 무너졌죠. 실험실에서 되는 것과 공장에서 되는 것은 완전히 다른 문제였으니까요. 그렇게 20년이 흘렀습니다. 그런데 말이죠. 전 세계가 하나같이 어떻게 더 잘 뜯어낼까에만 매달려 있을 때 한국의 한 과학자는 전혀 다른 질문을 던졌습니다. 뜯어내지 말고 아예 처음부터 키우면 어때요? 그 답을 진짜로 해는 사람이 있어요. 서울대 화학부의 홍병희 교수. 당시 성균관대에 있던 그는 2009년 흑연 한 덩어리에 의존하는 대신 메탄가스를 원료로 탄소 원자를 한 겹씩 차곡차곡 쌓아 올리는 방법을 찾아냅니다. 이게 바로 CVED 합성법이에요. 그것도 손바닥만한 조각이 아니라 산업에 쓸

5:26 수 있을만큼 넓은 면적으로요.이 성과는 곧장 세계 최고권의 학술지 네이처에 실렸고 삼성전자 연구 팀과 함께 이뤄낸 결과였죠. 작은 발상의 차이 하나였지만 여기서부터 판 전체가 다른 방향으로 불러가기 시작합니다. CVD라고 하면 어렵게 들리는데 사실 여러분이 매일 보는 현상이에요. 추운 날 유리창에 입긴 불면 뿌옇해 김설이잖아요. 그게 공기 중에 수증기가 차가운 유리에 달라붙어서 얇은 막을 만든 거거든요. CVD가 딱이 원리예요. 뜨겁게 달은 구리판 위에 메탄 가스를 소홀 흘려 보내면 가스 안의 탄소만 구리 표면에 쫙 달라붙으면서 한 겹짜리 막이 저절로

6:11 자라납니다. 뜯어내는게 아니라 키워내는 거죠. 바로이 방법으로 산업에 쓸만큼 넓은 그래핀을 균일하게 키워내는 길을 한국이 세계에서 제일 먼저 연겁니다. 그런데 키워내는 것만으로는 아직 부족했어요. 진짜 승부수는 그다음이거든요. 바로 롤트롤이라는 기술입니다. 이것도 비유로 보면 간단해요. 식문 윤전기 떠올려 보세요. 거대한 종이 두루마리를 빙글빙글 풀어 가면서 그 위에 글자를 쉴새 없이 찍어내잖아요. 그래핀도 똑같이 합니다. 구리 호일을 둘 풀어 가면서 그 위에 그래핀 막을 100m에서 200m씩 끊김 없이 연속으로 뽑아내는 거예요. 손톱말한 조각을 한 장씩 떼던 세 개랑은

6:58 차원이 다르죠. 여기에 자동화까지 붙이니까 숫자가 확 달라집니다. 시험 생산대랑 기교하면 생산 단가가 1분로 떨어졌어요. 쉽게 말해 60만 원 하던게 10만 원이 된 거죠. 만드는 속도도 30배에서 40흔배까지 빨라졌고요. 그래서 결국 2025년 11월 18일 경북 포항 블루밸리 산단에 그 공장이 진짜로 섰습니다. 420억 원을 들인 세계 최초이자 세계 최대 규모의 CVD 그래핀 양산 공장이요. 한해에 30만 제곱를 찍어낼 수 있는데 이게 축구장 42개를 덮는 면적이에요. 미국도 일본도 중국도 20년을 매달려서 못 넘은 그 벽을 한국이 질문을 한 번

7:45 뒤집어서 넘어 버린 겁니다. 근데 이게 진짜 대단한 이유는 사실 따로 있어요. 기술이 멋있어서 세계 최초라서. 그것도 맞지만 진짜 핵심은이 공장이 왜 하필 지금 왜 하필 포항했었느냐예요. 이게 절대 우연이 아니거든요. 바다 건너에서 중국이 먼저 칼을 뽑았기 때문입니다. 중국이 칼을 뽑았다는게 사실 그냥 비유가 아니에요. 진짜 날짜까지 혹집어 말씀드릴 수 있거든요. 2023년 10월 20일 베이징에서 공문 하나가 떨어집니다. 한국 산업에 명주를지고 있던 바로 그 자원 흑연을 손에서 놓겠다는 통보였죠. 그래핀 스퀘어가 포항에 첫삽을 뜨던 시점이 바로이 직후였습니다. 이게 무슨 얘기냐면요.

8:31 배터리에 꼭 들어가는 핵심 소재가 바로 흑연인데 중국이 이걸 수출 통제하겠다고 못을 박은 거예요. 발표가 그해 10월 실제 시행은 12월이었죠. 전 세계 천연 흑연의 60% 이상을 중국이지고 있는데 그걸 잠극했다고 한 겁니다. 문제는 우리예요. 한국이이 흑연을 중국에 얼마나 의존하고 있냐면 천연 흑연은 97.7% 인조 흑연은 94.3%입니다. 쉽게 말해 거의 전량을 중국 한 나라에서 받아오고 있었던 거죠. 2023년에 한국이 배터리용 흑연을 약 3,300억 원 어이 수입했는데 그중 93.7%가 중국산이었어요.이 그림 어디서 본 것 같지 않으세요?

9:18 2021년 요소수 대란 기억나시죠? 중국이 요소 수출을 한 번 조이자 한국 트럭들이 줄줄이 멈춰섰던 그 사건이요. 그게 딱 옆집이 우리 집 수도 밸브를 손해 쥐고 있던 상황이었어요. 평소엔 멀쩡히 물이 나오니까 모르고 살다가 옆집이 밸브를 잠그는 순간 우리 집 부엌이 통째로 마비되는 거죠. 흑연도 똑같습니다. 평소엔 잘 들어오니까 신경도 안 썼는데 중국이 밸브에 손을 얻는 순간 한국 배터리 산업 전체가 그 손만 쳐다보게 되는 거예요. 그런데 여기서 한국이 기가 막힌 카드를 꺼냅니다. 앞에서 그래핀을 어떻게 만든다고 했죠? 흑연을 뜯어내는게 아니라 메탄 가스를 흘려서 키운다고 했잖아요. 바로 이게 핵심입니다. 그래핀 CVD

10:04 방식의 원료는 흑연이 아니라 메탄 가스, 그러니까 천연 가스 성분이에요. 중국이 잠근 흑연이 단 한 털도 필요 없다는 뜻입니다. 남이 우리 집 우물에 자물쇠를 채웠는데 우리는 그 우물 안 쓰고 내마당에 새우물을 파 버린 거예요. 그래서 한국은 그래핀 양산으로 둔계를 동시에 손해줍니다. 세계 최초라는 기술 독립. 그리고 중국 손나기를 벗어나는 공급망 독립. 남들은 하나도 못 가진 비대칭 카드를 한꺼번에 준 거죠. 근데 진짜 이상한게 뭔지 아세요? 이렇게 큰 일인데 뉴스는 포항의 공장 중공 딱 한 줄로 끝났다는 겁니다. 이게 단순히 공장 하나 생긴 얘기가 아니라 자원 무기화 시대에 한국이 빠져나갈 비상구를 뚫은 사건인데 왜

10:51 그게 중요한지는 아무도 안 짚어줬어요. 장미빛처럼 들리시죠? 근데 진짜 체감은 지금부터입니다. 그래서이 투명한 막 한 장이 당장 여러분의 주방과 자동차 그리고 월급까지 어떻게 파고드는지 한번 볼까요? 자, 여기까지는 솔직히 좀 멀게 느껴지실 수 있어요. 공급망이니 자원 안 보니 다 나라 큰일 얘기잖아요. 그래서 이번엔 진짜 우리 집안으로 들어와 볼게요.이 투명한 막 한장이 당장 어디서부터 우리 삶을 건드리는지 멀리 있는 거부터가 아니라 제일 가까운 데서부터 차근차근 주마웃해 보겠습니다. 시작은 의외로 주방이에요. 그래핀 스퀘어가 처음 시장에 내놓은 제품이 뭐였는지 아세요? 발열 가전이에요. 키친

11:37 스타일러고 투명 유리판 양면이 최대 250도까지 달궈지면서 삼겹살을 굽는 기구죠. 멀티쿠커도 있는데 600W로 기존 조리기 절반 전력으로 돌아가요. 이게 그냥 신기한 물건이 아니라 타임즈가 올해 최고의 발명에 3년 연속 뽑은 물건이에요. 2022년, 2023년, 2024년 내려요. 그런데 여기서 한 가지 의문이 드시죠? 강철보다 200배 강하고 불리보다 전기 잘 통하는 꿈의 소재로 왜 하필 첫 제품이 삼겹살 굽는 기분이냐는 거예요. 반도체나 우주선이 아니라요. 여기에이 채널이 말하는 진짜 구조가 숨어 있어요. 필름을 뽑아낼 수 있다고 해서 모든 산업에 바로 들어가는게 아니거든요. 반도체나

12:25 배터리는 이미 실리콘 같은 싸고 검증된 소재가 시장을 꽉 잡고 있어요. 거기선 그래핀이 섬능이 조금 더 좋다고 해도 단번에 갈아끼워지지 않아요. 그런데 발열 가전은 달라요. 투명한데 250도로 달아오르는 소재. 이건 세상에 그래핀밖에 없어요. 경쟁자가 아예 없는 거예요. 남들은 못 들어오는 골목에 혼자 가게를 낸 자리라고 보시면 돼요. 양산이 곧 상용화가 아니라는 것. 그래서 자기만 할 수 있는 곳부터 판다는 것. 이게 첫 단추예요. 그다음 좌표는 여러분 자동차예요. 전기차 충전. 답답하시죠? 그래핀으로 배터리 음극제를 감싸면 어떻게 드느냐? 삼성이 만든 그래핀볼 기준으로 완전 충전이 1시간에서 12분으로 줄어요.

13:13 주유소에서 기름 넣는 시간이랑 비슷해지는 거예요. 한 단계도 올라가면 반도체 바로 여러분 일자리 얘기예요.이 UV 팰리클이라는게 있어요. 1억 원짜리 반도체 포토마스크를 덮는 초방맛 보호랩인데 여기에 그래핀을 쓰면 투가율 90%가 나와요. 우리나라 먹고 사는 주력 산업이 반도체잖아요. 그게 곧 여러분 회사, 여러분 월급이랑 직결된다는 뜻이에요. 그런데 여기서 댓글로 시청자분들이 먼저 짚어 준 지점이 있어요. AI 데이터 센터요. 요즘 AI 시대 최대 골칫거리가 뭔지 아세요? 전기랑 열이에요. 컴퓨터 수만 대가 돌면서 뿜는 열을 시키느라 거대한 에어컨을 종일 돌리는데 그 전기 요금이 어마어마해요. 그래핀는

13:59 열을 다이아몬드의 두 배로 빼주는 소재예요.이 발열 문제의 해법으로 떠오르고 있다는 거죠. 마지막은 의료예요. 체열 없이 패치만 붙여도 혈당을 재고. 뇌지런 신약을 뇌 안까지 실어나르는 연구까지가 있어요. 자, 주방에서 자동차, 반도체, AI, 의료까지 쭉 훑는데 전부 이건 시작입니다가 붙는 분야들이에요. 근데 이렇게 좋은 얘기만 잔뜩 늘어놓고 끝내면 그건 좀 반칙이겠죠. 냉정하게. 아직 안 끝난 숙제도 분명히 있으니까요. 자, 여기까지만 들으면 그래핀 사두면 인생 켜는 거 아니야 싶으실 거예요. 근데 잠깐요. 이런 건 꼭 양면을 같이 봐야 진짜거든요. 정말 믿어도 되는 건지 걸리는 구석부터 하나씩 따져 볼게요.

14:47 먼저 중국입니다. 중국은 갑싼 그래핀가루를 어마어마하게 찍어내는 나라예요. 마음 먹고 헐값에 쏟아부으면 한국 기업 수익성이 흔들릴 수 있어요. 다만 중국이 만드는 건 마카라낸 가로 쪽이고 한국이 잡은 건 반도체나 고성능 모빌리티에 들어가는 고급 필름 시장이라 결이 다릅니다. 두 번째 숙제는 수율이에요. 실험실에서 잘 뽑히는 거랑 공장에서 연간 수십만 제곱미를 똑같은 품질로 균일하게 뽑는 건 또 다른 얘기라 이건 지금도 검증 중입니다. 세 번째 과거에 그래핀 테마주가 잔뜩 부풀었다 꺼진 적이 있어요. 기술이 좋다는 거랑 그 회사 주가가 오른다는 건 전혀 다른 문제라는 걸 우리는 이미 한번 배웠죠. 마지막으로 그래핀 나노

15:35 입자가 물 생태계에 어떤 영향을 주는지 같은 환경 안전 숙제도 아직 관리 대상으로 남아 있고요. 이걸 다 짚고도 한국이 자신 있는 이유가 있습니다. 그래핀 특허 한국이 4,255건으로 세계 1위예요. 이등 미국이 3,559권, 일본이 1583건인데 그걸 다 제친 겁니다. 특히 한국이 세계 최초로 뚫은 CVD 방식 특허은 한국이 제일 많아요. 곧간을 가장 부득하게 채워둔 나라가 한국이라는 뜻이죠. 정부도 그래핀을 첨단 기술로 지정해서 밀고 있고 포항에는 2030년까지 매출 1조원에 일자리 3,000개를 목표로 그래핀 밸리가 깔리는 중입니다. 그래서 큰 그림으로 보면

16:21 이렇습니다. 한국 경제를 떠받치는 다리가 지금 둘이에요. 하나는 메무리 반도체, 또 하나는 배터리. 그래픽는 그 옆에 세워질 세 번째 다리 후보입니다. 시장도 이제 막 열리는 중이라 2025년 9억 4천만 달러 규모에서 2034년에는 155억 7천만 달러까지 커질 거란 전망이에요. 매년 36% 넘게 불어나는 시장이죠. 그리고 한 가지 더 2010년에 그래핀을 발견한 두 과학자가 노벨상을 받았잖아요. 발견은 그렇게 상을 받았는데 그걸 처음으로 돈 버는 진짜 산업으로 바꿔내는 다음 무대는 어쩌면 한국일지도 모릅니다. 뉴스에는 세계 최초 양산 딱 한 줄로 지나갔지만 그 한 줄 기회는 뜯어내지

17:08 말고 키워내자는 발상 하나로 20년의 벽을 넘은 이야기가 통째로 깔려 있었던 거예요. 지금이 순간에도 포항에서는 한국 경제의 세 번째 기둥이 한 겹리고 있습니다. 여러분은 어떻게 보세요? 그래핀 정말 한국 경제의 세 번째 기둥이 될 수 있을까요? 댓글로 의견 들려 주세요.