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하향식 미세가공에 의한 탄소나노튜브의 위치제어 기술

전문가 제언: ○ 탄소 나노튜브(CNT)는 지구상에 다량으로 존재하는 탄소(C)로 이루어진 탄소 동소체(allotrope)로서 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형의 벌집무늬로 결합되어 튜브 형태를 구성하고 있다. 튜브의 직경이 나노미터(1/10억m)로 대단히 작은 영역의 새로운 물질이다.

○ CNT는 기계적 특성, 전기적 선택성, 열전도율 및 수소저장 매체 특성 등이 매우 우수하여 그 활용도가 대단히 높다. 특히 강도가 뛰어나 다이아몬드와 같으며 같은 굵기의 강철에 비해 100배 이상 강하다. 가늘고 강한 것으로 잘 알려진 탄소섬유보다 강해 탄소섬유는 1%만 변형하여도 끊어지나 CNT는 15% 변형에도 견디어 낸다.

○ 탄소 나노 튜브는 1985년 Kroto와 Smalley가 탄소 동소체 중 하나인 C60(Fullerence)을 발견한 후 1991년 일본의 NEC의 Iijima 등이 전기방전 법으로 흑연 음극상에 형성시킨 탄소 덩어리를 TEM 분석 과정에서 가늘고 긴 대롱 모양의 CNT를 발견하였다.

○ CNT는 하나의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소와 sp2 결합의 육각형 벌집무늬를 이루며 길이는 수 십 nm이고 외경은 대개 2.5~30nm이었다. 1993년 Bethune과 최초 발견자 Iijima 등은 전기 방전법을 사용하여 단층 벽 나노 튜브(SWNT)를 합성하였고, 1996년 Smalley 등은 레이저 증착법으로 다발형 나노 튜브를 합성하는데 성공하였다.

○ CNT 기술의 국내 현황도 1998년에 특허출원이 20건에 불과하던 것이 2002년에는 212건으로 5년 사이에 10배 이상 증가하였다. 분야별 경향을 보면 전기전자 분야가 66%로 전체의 2/3를 차지하고 그 다음 화학분야 17%, 기계분야 16%, 기타 3%로 분석되고 있으며 향후에도 이에 대한 연구개발과 그 응용의 확대는 꾸준히 진행될 것으로 판단된다.

저자: Masahiko ISHIDA, Toshinari ICHIHASHI, Jun-ichi FUJITA
자료유형: 학술정보