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라만 분광법에 의한 단일벽 탄소나노튜브물질 순도의 정성적 평가(Employing Raman spectroscopy to qualitatively evaluate the purity of carbon single-wall nanotube materials)

전문가 제언: □ 단일벽 탄소나노튜브는 반도체성 및 전기전도성을 나타내며 물리적 강도가 뛰어나고 화학적으로도 안정된 물질이므로 반도체로는 물론이고 전극재료로도 각광을 받고 있다. 또한 기체포집 메체로서도 가능성이 증명되고 있으며 여과용으로도 사용이 가능하다. 이와 같은 특성은 풀러린과 같이 sp2 혼성화 탄소구조에 의한 동공체를 형성하기 때문이다.

□ 단일벽 탄소나노튜브는 대량생산이 가능하나 생성된 나노튜브 속에는 촉매로 사용한 금속물질이 불순물로 남게 되고 나노튜브가 아닌 흑연이나 비정질탄소물질이 함유되어 있다. 또한 다중벽 탄소나노튜브와 나노튜브의 지름의 분포 그리고 나노튜브가 다발을 형성하는 것들도 나노튜브의 특성을 예측하기를 어렵게 한다. 전자재료로 사용하기위해 순도향상을 위한 많은 노력이 경주되어 왔으며 지금은 순도가 98% 이상이 되는 정제기술이 개발되었다. 복잡한 공정을 거치면서 생산비가 높아 진 것도 극복해야 할 중요한 과제이다.

□ 독특한 특성을 가진 탄소나노튜브의 응용범위를 넓히기 위해서는 계속해서 순도가 높은 물질을 값싸게 대량생산하는 기술을 개발해야 한다. 또한 특성을 평가하는 정확하고 신속한 분석기술도 더욱 발전해야한다. 탄소나노튜브는 불융성이며, 불투명하므로 분광법으로는 분석하기가 어렵다. 다행이도 라만분광법은 불투명한 물질의 분자구조 및 결정성을 분석할 수 있는 장비로서 탄소나노튜브를 평가하는 데는 적합한 분석기기이다. 빠른 분석방법은 개발시간을 단축하는 지름길이다.

□ 탄소나노튜브는 발견된 지가 얼마 되지 않았다. 그러나 반도체성과 안정된 물리적 성질을 가지고 있으므로 전자재료로서 많은 가능성을 가지고 있다. 전기전도성까지 활용할 수 있다면 그 용도는 더욱 커질 것이다. 따라서 현재까지 알려진 문제는 무엇이고 어떻게 해결할 것인지를 알아낸다면 획기적인 새로운 분야가 전개될 것이 분명하다.

저자: Dillon, AC; Yudasaka, M; Dresselhaus, MS
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