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탄소나노튜브 - 폴리머 복합수지의 기계적 성질

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브의 응용 분야는 참으로 넓다. 나노소자를 이용하여 복합재료를 개발하는 것은 그 중의 작은 일부이고, 나노튜브 복합수지 중에서 기계적 성질을 향상시키는 연구 분야는 더 작은 분야이다. 그럼에도 불구하고 인용된 보고문헌이 많고 진전이 빠른 것을 보면, 얼마나 많은 연구 인력이 투입되고 있는지 짐작할 수 있다.

○ 나노튜브 복합수지의 기계적 성질을 향상시키는 연구는 여러 그룹에서 많은 성과를 거두었다. 나노튜브가 복합재료의 기계적 성질을 높이는 것은 확실하다. 그러나 갈 길은 아직 멀다. 탄소나노튜브의 기계적 성질이 월등함에도 불구하고, 복합재료의 그것은 이론치에는 너무 못 미친다.

○ 나노튜브와 복합재료의 여러 측정치를 종합해 보면, 그 값의 편차가 아주 커서 대표치 또는 표준치가 얼마인지 판단하기가 어려울 뿐만 아니라 최선의 값을 얻을 수 있는 방안이 제시되지 않고 있다. 그것은 변수가 많고 아직 충분히 이해를 못했기 때문이라고 생각한다. 가장 큰 변수라면 카본나노튜브의 종류, 폴리머 모재(Matrix)의 종류, 나노튜브의 정렬상태, 그리고 나노튜브와 모재계면에서의 결합력이라 하겠다. 그 중에서도 응력전달과 나노튜브 변형, 계면상호작용의 물리적/화학적 조절, 나노튜브 자체 및 정렬에서의 결함 제거가 과제이다.

○ 나노소자의 국내 기초연구는 선진국에 많이 떨어지지만, 나노튜브-폴리머 복합재료의 기술은 초기 단계이기 때문에 선진국과의 기술 격차는 그리 크지 않다. 구체적인 시장 목표를 정하고, 적절한 모재의 선택과 전략화된 나노기술을 통해 연구개발에 박차를 가한다면, 국내외 재료시장의 선도자가 될 수 있는 분야이다.

○ 탄소나노튜브 복합수지는 아직 경제성이 약하다. 탄소나노튜브를 충전재로 이용하기 전에 화산재의 일종인 몬트모릴로나이트(Montmorillonite)가 먼저 상업화되었다. 두 가지 재료의 가격 경쟁력과 성능 경쟁력도 비교해야 할 일이다.

저자: Coleman, JN; Khan, U; Blau, WJ; Gunko, YK
자료유형: 학술정보