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삼중결합을 갖는 공액계 고분자를 사용한 나노 구조 제어 탄소재료의 제조와 평가

전문가 제언: ○ 탄소재료의 탄소화 과정에는 폴리아크릴로니트릴, 페놀 및 폴리이미드수지 등이 원료로 사용되고 있다. 그러나 이들은 소성 탄소화 과정에서 여러 가지 열분해 시 휘발성분을 발생시키고, 탄소화 수율이 일반적으로 60% 이하며, 나노 구조 제어가 어려워 나노 구조를 자유자재로 조절하여 만들 수 없는 단점을 갖고 있다.

○ 공액계 고분자는 구조적으로 탄소재료를 제조하는 데 가장 좋은 유기물질로 탄소소재로 변환하는 과정이 일반적인 유기물질에 비하여 단순하다는 점으로 탄소재료 설계와 합성에서 유기물재료 중에서 가장 유망한 재료라 할 수 있다.

○ 나노 구조 카본 제조용 유기재료로 탄소-탄소 삼중결합 부위를 갖는 방향족계 공액 고분자를 선택하여, 소성 탄소화거동과 생성된 탄소화물의 나노 구조에 관한 최근 연구 결과를 토대로, 재료의 선택에 따라 어느 정도의 나노 구조가 제어된 탄소물질의 제조가 가능하다는 결론을 얻을 수 있다.

○ 목표한 대로 나노 구조를 자유로이 제어할 수 있다면 재료의 물성 제어도 가능하게 되며, 현재 실용화 되어 주목받고 있는 전극용 탄소재료의 고성능화나 새로운 응용으로의 발전이 가능할 것으로 판단된다.

○ 미래에 나노기술을 이용한 나노미터 크기의 탄소와 나노 구조가 조절된 고분자재료를 조합하여, 새로운 나노 구조 및 특성을 갖는 고기능성 탄소재료의 개발도 기대해 본다. 우리나라는 KAIST 및 대학을 중심으로 탄소나노튜브를 응용한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 플러렌(C60)이나 탄소나노튜브를 대부분 수입에 의존하는 실정이다. 나노구조제어용 탄소재료를 생산화 할 수 있는 원천기술연구를 한층 더 활성화하여 전자기술 분야와 함께 재료분야에서도 세계적인 강국이 될 수 있을 것으로 사료된다.

저자: Masashi Kijma
자료유형: 학술정보