CNT (Carbon Nano Tube) 탄소나노튜브

[미스터엘이디]

1991년 일본전기회사(NEC) 부설 연구소의 이지마 스미오[飯島澄男] 박사가 전기방전법(Arc Discharge)을 사용하여

흑연의 음극상에 형성시킨 탄소덩어리를 TEM으로 분석하는 과정에서 발견하였다.

형태는 흑연판(Graphite sheet)이 나노크기의 직경으로 둥글게 말려 있으며, 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.

단일벽탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube)와 다중벽탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube)

로 크게 분류되며, 단일벽탄소나노튜브들이 상호인력으로 모인 다발형나노튜브(roped nanotube)도 있다.

                                                        <그림1> 다양한 탄소나노튜브 측면

<그림2> 탄소동소체의 종류

 ※ fullerene (탄소원자 60개가 모인 것, C60)

1997년 미국에서 세계 10대 hot 연구과제에 선정되었고, 탄소나노튜브의 합성기술은 1998년을 기점으로

전기방전법(Arc Discharge)이나 에리져증착법(Laser Vaporization)으로부터 화학기상증착법(Chemical

Vapor Deposition)으로 급격히 전환되었다.

전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며,

강도는 철강보다 100배나 뛰어나다.

탄소섬유(Carbon fiber)는 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 있다.

CNT와 용매, 결합제, 안정제, 균일제 등 5가지 성분으로 하나의 코팅액을 만들어 비닐이나 플라스틱에 페인트

칠하듯 코팅해, 투명한 박막에 전기를 흐르게 하는 기술(투명 고전도성 초박막 제조 기술)이 있다.