탄소나노튜브에 대해서

소개

꿈의 신소재

목차

◦ 탄소나노튜브(Carbon Nanotube:CNT)란 무엇인가?

◦ 기술개요

◦ 탄소나노튜브 기술

◦ 탄소나노튜브의 응용분야

◦ 탄소나노튜브의 특허현황 및 기술동향

본문내용

◦ 탄소나노튜브(Carbon Nanotube:CNT)란 무엇인가?
- 탄소나노튜브란 지구상에 다량으로 존재하는 탄소로 이루어진 탄소동소체(allotrope)로서 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있는 물질이며, 튜브의 직경이 나노미터(nm=10억분의 1미터) 수준으로 극히 작은 영역의 물질이다. 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성, 고효율의 수소저장매체 특성 등을 지니며 현존하는 물질 중 결함이 거의 없는 완벽한 신소재로 알려져 있다.


◦ 기술개요
- 1991년 일본전기회사(NEC) 부설 연구소의 이지마 스미오 박사가 전기방전법을 사용하여 흑연의 음극상에 형성시킨 탄소덩어리를 분석하는 과정에서 발견하였다. 형태는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있다. 관의 지름이 수∼수십 나노미터에 불과하여 탄소나노튜브라고 일컬어지게 되었다. 나노미터는 10억 분의 1m로 보통 머리카락의 10만 분의 1 굵기이다. 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다. 탄소섬유는 1％만 변형시켜도 끊어지는 반면 탄소나노튜브는 15％가 변형되어도 견딜 수 있다. 이 물질이 발견된 이후 과학자들은 합성과 응용에 심혈을 기울여왔는데, 반도체와 평판 디스플레이, 배터리, 초강력 섬유, 생체 센서, 텔레비전 브라운관 등 탄소나노튜브를 이용한 장치가 수없이 개발되고 있으며, 나노 크기의 물질을 집어 옮길 수 있는 나노집게로도 활용되고 있다.


◦ 탄소나노튜브 기술
- 탄소나노튜브를 합성하는 방법은 크게 2세대로 구분된다. 1세대 방법으로는 전기방전법이 주류를 이루었으나, 이후 레이저증착법, 열분해법이 제시되었다. 이들 방법은 탄소나노튜브 이외에도 다중벽의 경우 풀러렌, 나노입자, 비정질탄소 등이 다량 포함되어 있고 단중벽의 경우에는 이외에도 합성시 도입되었던 촉매 금속이 상당히 포함되어 있다. 이런 불순물은 탄소나노튜브의 정확한 물성을 예측하는데 방해가 될 뿐만 아니라 탄소나노튜브를 이용한 소자의 성능을 저하시키기도 한다. 따라서 이런 불순물을 제거시키기 위한 복잡한 정제과정을 거쳐야 하며, 구조제어 및 수직배향 합성이 어려운 단점이 있다.

참고자료

· 없음