그래핀, 제올라이트, metal-organic frameworks (MOF)s 등 다양한 나노 소재를 이차원 나노쉬트 형태로 제조하고, 이를 이용한 초박막 고성능 분리막을 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 산화그래핀의 경우, 2000년대 초반에 관련 연구가 시작된 이후, 다양한 합성 및 박막 코팅 기술이 축적되어 있어 빠른 속도로 분리막 분야에 응용되고 있다. 다층으로 적층된 산화그래핀 박막은 층간 거리를 조절함에 따라 물리적 거름막으로 작용할 수 있으며, 또한 표면의 기능기 및 삽입된 물질과 거르는 물질 간의 상호작용을 제어함에 따라 다양한 물질의 선택적 분리가 가능하다. 본 총설에서는 산화그래핀의 나노여과막 응용분야에 관하여 중점적으로 다루고자 한다. 본고에서는, 다양한 용매 내에서 산화그래핀 박막의 분리 기작 및 성능에 영향을 미치는 핵심 요소들에 대해 요약하였으며, 그 외 산화그래핀 기반 분리막의 실질적인 상용화에 필요한 핵심 기술요소 및 개발 동향에 대하여 논하고자 한다.

Various two-dimensional nano materials such as graphene, zeolite, and metal-organic framework have been utilized to develop an ultra-thin high-performance membrane for water purification, gas separation, and so on. Particularly, in the case of graphene oxide, synthesis methods and thin film coating techniques have been accumulated and established since early 2000s, therefore graphene oxide has been rapidly applied to membrane field. The multi-layered graphene oxide thin film can filter molecules separately by the molecular sieving of interlayer spacing between adjacent layers, and it is also possible to separate various materials depending on the surface functional groups or the degree of interaction to intercalated materials. This review mainly focuses on the nanofiltration application of graphene oxide. The major factors affecting the separation performance of graphene oxide membrane in solvent are summarized and other technical elements required for the commercialization of graphene oxide membranes will be discussed including stability issue and fabrication method.

요 약
 Abstract
 1. 서 론
 2. 산화그래핀 기반 나노여과막의 구조 및 원리
 3. 물 투과에 영향을 주는 요소들
  3.1. 산화그래핀 표면의 산소 기능기
  3.2 산화그래핀 종횡비 및 기공 구조
  3.3. 다공성 지지체 구조 및 산화그래핀 층간 구조
  3.4. 산화그래핀 기반 나노복합구조체
 4. 산화그래핀 박막의 안정성
 5. 대면적 분리막 제작 방법
 6. 결 론
 Reference

• 김대우(연세대학교 화공생명공학과) | Dae Woo Kim (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Yonsei University) Corresponding author