나노온도계의 발견과 응용

전문가 제언

□ 최근 일본의 나노재료연구그룹(물질․재료연구기구 물질연구소/나노재료연구소)은 GaN나노튜브의 합성연구 과정에서 우연히 카본나노온도계를 발견하는 성과를 얻었다. 즉, 카본나노튜브가 온도센서로서 기능을 할 수 있음을 확인하고, 마이크로 이하의 미소공간에서 고온계측이 가능함을 실증하였다.

□ 동 연구그룹은 카본나노튜브의 가열변화(상온~수백℃)에 따른 튜브 내 금속갈륨의 거동을 관찰한 결과 금속갈륨 기둥의 길이가 크게 증감하는 형상을 발견하였다. 이 변화는 수은온도계의 수은주 거동과 같고, 액체갈륨의 온도변화에 의한 열팽창 차이에 따라 일어난다. 또한 갈륨기둥의 길이는 온도상승에 대해 직선적으로 비례하여 증대하고, 반대로 온도가 하강하면 이에 비례하여 감소하는 것을 확인한 것이다. 이는 수은온도계의 성질과 유사한 현상이다.

□ 이 카본나노온도계의 모세관직경은 nmφ 단위로서 수은온도계에 비해 백만분의 1 단위로 작다. 따라서 마이크로/나노환경에서의 온도센서로서 유망하고, 마이크로전자회로의 이상검출, 바이오연구 분야 등의 용도로 응용이 기대되고 있다. 그러나 이 카본나노온도계는 600℃ 이상의 고온에서는 산화현상에 의한 튜브 벽의 파괴로 고온(1,000℃ 이상)계측에는 적합하지 않기 때문에 동 연구그룹에서는 내산화성·내열성 산화물나노튜브를 이용한 고온계측용 나노온도계를 개발 중임을 밝히고 있다.

□ 카본나노튜브 내의 액체갈륨이 수은온도계의 수은과 같은 모세관현상을 나타내는 이 현상의 발견은, 원래 연구목표인 나노튜브의 합성에는 실패했으나 전자현미경으로 주의 깊게 관찰하는 과정에서 우연히 얻어진 경우로서 예리한 통찰력의 소산이며, 이 현상을 온도센서로서 발전시키고 있는 연구원들의 도전의식이 또한 돋보이는 중요한 실례로서 주목할 필요가 있다.

저자

Yoshio BANDO

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

기초과학

연도

2004

권(호)

59(6)

잡지명

화학(E069)

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

20~24

분석자

박*선

분석물

• 나노온도계의 발견과 응용.pdf [223,061 byte]

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