[공학]탄소나노튜브의 합성과 응용 (Synthesis and Applications of Carbon Nanotubes)

소개

Carbon nanotube는 최근 많은 과학, 공학분야에서 각광 받고 있는 나노소재의 하나로서, 아직은 상업적으로 사용되는 사례가 굉장히 적다. 그러나 앞으로 연구, 개발 가치가 있는 소재이다.

이에 따라 자연과학, 공학 분야의 학도들이 이 소재에 대하여 기초를 다질 수 있는 계기를 만들어 줄 수 있는 논문이다.

탄소나노튜브의 역사, 합성 방법, 분산 방법, 응용분야 등에 대하여 기술 하였다. 이 하나의 자료로서 탄소나노튜브의 기초를 다질 수 있다고 해도 과언이 아니겠다.

목차

1. 새로운 형태의 탄소
1.1 Fullerne
1.2 탄소나노튜브

2. CNT의 개요

3. CNT의 구조 및 종류
3.1 CNT의 구조
3.1.1 CNT의 백터표현
3.1.2 나노튜브의 단위 cell

4. CNT의 합성
4.1 전기방전법
4.2 레이저 증착법
4.3 화학 기상 증착법
4.3.1 플라즈마 화학기상 증착법
4.3.2 열 화학 기상 증착법
4.4 열분해법
4.5 기타 합성 방법
4.5.1 전기분해법
4.5.2 Flame 합성법

5. CNT의 정제 및 분산
5.1 CNT의 정제
5.2 CNT의 분산

6. CNT의 물성
6.1 기계적 성질
6.2 열적 성질
6.3 전기적 성질

7. CNT의 응용
7.1 CNT 복합체
7.2 CNT 에너지 저장
7.3 전계방출소자
7.4 CNT 전자소자
7.4.1 CNT 메모리 소자
7.4.2 반도체 CNT
7.5 기타 응용

8. 맺음말

9. 참고문헌

본문내용

2. CNT의 개요

탄소만으로 이루어진 CNT는 하나의 탄소원자가 3개의 다른 탄소원자와 결합하여 육각형의 벌집무늬 형태를 이루고 있는 2차원의 흑연 판이 감기는 각도와 감긴 직격에 따라서 도체 또는 반도체의 특성을 보이는 특이한 소재이다. 특히 합성 방법과 조건에 따라 2차원의 탄소판막 (grapheme sheet)을 실린더 모양으로 둥글게 봉한 모양으로 속이 빈 원통구조를 갖는 단일벽 탄소나노튜브 (single-walled nanotube - SWNT)와 이러한 단일 벽이 여러개의 겹으로 서로 겹쳐져 있는 다중벽 탄소나노튜브 (multi-walled nanotube - MWNT)로 구분된다. 이러한 CNT는 준1차원적인 양자구조로 인해 다른 물질들보다 강한 전기장을 갖는 전계방출 (field emission)효과와 금속에 준하는 높은 전기 전도도를 가지고 있다.
또한 CNT는 화학적으로 안정하면서도 물리적인 강도가 뛰어나기 때문에 전자, 전기, 의학, 복합소재분야 등에 사용될 정도로 용도가 매우 다양한 대표적인 나노 단위의 재료로 부각되고 있다. 하지만, 용도개발에서는 아직 실질적인 응용이 충분하지 않은 상태로서, 위에서 설명한 복합재료와 일부 전자현미경의 탐침 등에 머무르고 있으나, 현재 CNT에 대한 연구는 발생단계를 지나 응용단계 및 상업화로 넘어가고 있다. 즉 이미 각 응용분야에 적합한 CNT의 다양한 합성방법들이 개발되었고, 대량생산도 가능해진 시점이며 응용물질에 대한 연구 및 적용이 가속화 되어가고 있다. 또한 CNT는 용도분야가 넓고, 기술적인 파급효과가 큰 기술이기 때문에 응용에 대한 중요도가 상당히 크다.

참고자료

· [1] H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O`Brien, R. F. Curl & R. E. Smally Nature 318: 162-63
· [2] Sumio Iijima Nature 354: 56-58
· [3] Jishi, R. A.; Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G. Phys. Rev. 1993, B 47, 16671.
· [4] http://www.iljinnanotech.co.kr/
· 등등..