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물리적인 수식방법에 의한 단일벽 카본나노튜브의 균일분산

전문가 제언: ○ 지난 세기 말에 그 존재가 알려진 카본나노튜브는 1차원의 π-공액된 구조를 가지고 있는 그래파이트 시트로 아스펙트 비가 높고 강한 분자간력으로 번들을 형성하고 있어 이를 실용화하기 위해서는 번들 구조를 개별적인 분자 상태로 바꾸어 주어야 하는데, 지난 20여 년간 이를 달성하기 위해 다양한 시도가 이루어져 왔다. 이들 시도들은 크게 물리적인 방법이과 화학적인 방법으로 나눌 수 있다.

○ 카본나노튜브의 외벽표면에 분산매를 흡착시켜 카본나노튜브 사이의 분자간력을 감소시키는 방법을 취하는 물리적 방법은 원래의 카본나노튜브의 물성이 유지되며 조작도 비교적 용이하므로 카본나노튜브를 화학적으로 수식하는 화학적 방법에 비해 유리한 점이 많다.

○ 카본나노튜브의 번들을 풀어내는 물리적 방법에서는 처음 초음파 처리로 카본나노튜브에 번들 해체의 에너지를 가하고 분산매를 가하여 카본나노 표면과 분산매가 접촉하도록 유도하여 분산제가 카본나노튜브의 외벽 표면을 덮는 과정을 거쳐 진행된다.

○ 그러므로 분산제로는 카본나노튜브의 외벽에 친화성이 높은 계면활성제의 미셀, π-방향족 화합물, 합성 및 천연고분자 등을 사용한다.

○ 본고는 단일벽 카본나노튜브의 물리적 수식에 따른 분자수준의 가용화에 대한 최근의 연구결과를 소개하고 있다. 비록 많은 연구결과가 CNT의 가용화/분산에 관해 보고되었으나, 카본나노튜브의 가용화나 분산의 정도는 사용한 분산매나 실험조건에 따라 결과가 서로 크게 다른 결과들이 보고되었다. 이러한 결과들은 카본나노튜브의 번들 해체의 정도가 진정한 분자수준에 까지 이르지 못하였기 때문이다.

○ 본고에서는 분자수준에서 카본나노튜브의 분자수준에서의 가용화를 위한 방법을 사용하는 분산제별로, 또 분자수준의 가용화나 분산에 대한 확인방법을 소개하고 있어 나노기술 연구자들에게 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

저자: Tsuyohiko FUJIGAYA, Naotoshi NAKASHIMA
자료유형: 학술정보