탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)

소개

탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)에 대해서 조사 정리 한 것입니다.

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목차

1) 탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)란?

2) 탄소나노튜브 구조

3) 산소나노튜브 특성

a. 탄소나노튜브 합성에 대한 온도의존성
b. 촉매금속막의 전처리효과

c. 탄소나노튜브의 합성온도에 따른 구조특성
d. 촉매금속에 따른 탄소나노튜브의 성장 및 구조특성
4) 탄소나노튜브에 대한 결론

본문내용

1) 탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)란?

지구상에 다량으로 존재하는 탄소로 이루어진 탄소동소체로서 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있는 물질이며, 튜브의 직경이 나노미터(nm=10억분의 1미터) 수준으로 극히 작은 영역의 물질입니다.
탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성, 고효율의 수소저장매체 특성 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 있다.
탄소나노튜브는 21C 꿈의 신소재라 불리며 과학의 발전정도에 따라 항공우주, 생명공학,
환경에너지, 재료산업, 의약의료, 전자컴퓨터, 보안안전, 과학교육 등 거의 모든 분야로 응용의 범위가 넓혀지고 있습니다.


2) 탄소나노튜브 구조

탄소원자는 1s22s22p2 의 전자배열을 갖는데, 공유결합을 이루기 위해서 2s 궤도함수의 전자 한개가 2p 궤도함수로 전이합니다. 그래파이트 결정구조에서 한개의 탄소원자는 3개의 인접 탄소원자와 평면상에서 sp2 으로 표현되는 강한 σ결합을 이룹니다. 나머지 p 궤도함수를 갖는 전자는 이 평면과 수직으로 약한 π결합을 이룹니다. 이 약한 결합에 의해서 그래파이트는 semi-metal 특성을 나타냅니다.그리고 평면상에서 인접 원자들간의 π궤도함수의 중첩으로 인하여 상대적으로 큰 전기전도도를 가집니다. 고순도의 그래파이트는 0.334 nm의 면 간격을 갖고 일반적으로 ABAB...의 순서로 쌓여집니다. 이러한 구조는 1924년에 Bernal이 처음으로 제안한 Bernal 그래파이트입니다. 그림 4는 Bernal 그래파이트를 보여주는 그림입니다. 이 구조에서 unit cell내에는 4개의 원자들이 포함되어 있습니다. 완벽한 그래파이트가 아닌 경우에는 면사이의 간격이 단결정 그래파이트의 면 간격보다 큰 것으로 알려졌습니다. Tetrahedral 구조를 갖는 다이아몬드 구조에서는 각각의 탄소원자는 4개의 인접 원자와 결합되어 있으며 결합구조는 sp3 구조를 이루고 있습니다. 그런데 다이아몬드는 그래파이트보다 덜 안정하기 때문에 상압에서 1700 ℃의 온도에서 그래파이트로 변합니다.

참고자료

· 없음