[무기화학]CNT(탄소나노튜브)

소개

CNT에 대한 정의를 토대로 7가지 합성방법을 알아봄으로써 CNT의 활용에 대해
알아본다.

CNT의 응용 범위 (본문내용중 일부...)
탄소나노튜브는 세계적인 각광을 받고있는 21C 꿈의 신소재로서 항공우주, 생명공학, 환경에너지, 재료산업, 의약의료, 전자컴퓨터, 보안안전, 과학교육 등의 거의 모든 학문 분야에서 응용범위를 넓혀가고 있는 추세입니다.
탄소나노튜브는 현존하는 어떤 소재보다도 기계적, 전기적, 전계방출적, 수소저장매체적 특성이 우수하다고 알려져 있기 때문에 아래의 응용범위들을 지닙니다.
- 일만배 더 기억용량이 큰 반도체를 만들 수 있는 소재
- 현재의 전자제품 크기를 1/3정도로 줄일 수 있는 소재
- 소형 이동용 전지의 사용시간을 획기적으로 연장시킬 수 있는 소재
- 저전압으로 전자방출 전류를 현재보다 10~100배 이상의 높은 수준으로 끌어올릴 수 있는 소재
- 자동차, 항공기 등의 구조재 강도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 고기능 복합체 소재
- 기타 Nanotechnology를 위한 소재
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목차

CNT의 정의
CNT의 합성방법
CNT의 응용범위

본문내용

탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)란 지구상에 다량으로 존재하는 탄소로 이루어진 소동소체로서 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있는 물질이며, 브의 직경이 나노미터(nm=10억분의 1미터) 수준으로 극히 작은 영역의 물질입니다.

탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성, 고효율의 수소저장매체 등을 지니며 현존하는 물질중 결함이 거의 없는 완벽한 신소재로 알려져 있습니다.
고도의 합성기술에 의해 제조되며, 합성방법으로는 전기방전법, 열분해법, 레이저증착법, 플라즈마 화학 기상 증착법, 열화학기상증착법, 전기분해방법, Flame합성방법 등이 있습니다.
탄소나노튜브는 21C 꿈의 신소재라 불리며 과학의 발전정도에 따라 항공우주, 생명공학, 환경에너지, 재료산업, 의약의료, 전자컴퓨터, 보안안전, 과학교육 등 거의 모든 분야로 응용의 범위가 넓혀지고 있습니다.

1. 전기방전법 (arc-discharge)
전기방전법은 초기에 탄소나노튜브를 합성할 때 주로 사용한 방법입니다. 두 개의 탄소막대를 음극과 양극에 배치하고, 헬륨 분위기하에서 두 전극 사이에 직류전원을 인가하면 전극사이에서 방전이 일어나고 방전에 의해 발생된 다량의 전자는 양극으로 이동하여 양극의 탄소막대에 충돌하게 됩니다 이때 전자의 충돌에 의해서 양극의 탄소막대에서 떨어져나온 탄소 크러스트들은 낮은 온도로 냉각되어 있는 음극의 탄소막대 표면에 응축됩니다. 이렇게 음극에서 응축된 탄소덩어리에는 탄소나노튜브와 탄소 나노 파티클(particle) 그리고 비정질 탄소덩어리가 포함되어 집니다. 양질의 탄소나노튜브를 합성하기 위해서는 음극을 냉각시키는 것이 필수적이며, 양극의 위치는 가변적이어서 전기방전이 일어나는 동안에 두 극 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있어야 합니다. 그림 1은 탄소나노튜브 합성에 사용되는 전기방전장치의 구조도를 나타내고 있습니다. 두 극 사이에는 일반적으로 직류 전원이 사용되는데, 20∼40 V의 전압 범위에서 전류는 50~100 A 정도일 때 전기방전이 잘 일어납니다. 안정적인 방전이 일어나는 두 탄소막대 사이의 거리는 1 mm 이하입니다. 이런 방법으로 합성된 탄소나노튜브는 일반적으로 다중벽 탄소나노튜브 구조를 가지게 되지만, 양극 탄소막대에 Co, Ni. Fe, Y 등의 금속파우더를 적절한 비율로 혼합하여 전기방전을 일으키면 단일벽 탄소나노튜브를 합성시킬 수 있습니다

참고자료

· 없음